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EP1916270A1 - Heat curable epoxy compositions with blocked polyurethane prepolymers - Google Patents

Heat curable epoxy compositions with blocked polyurethane prepolymers Download PDF

Info

Publication number
EP1916270A1
EP1916270A1 EP20060122865 EP06122865A EP1916270A1 EP 1916270 A1 EP1916270 A1 EP 1916270A1 EP 20060122865 EP20060122865 EP 20060122865 EP 06122865 A EP06122865 A EP 06122865A EP 1916270 A1 EP1916270 A1 EP 1916270A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
epoxy resin
resin composition
composition according
thermosetting epoxy
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20060122865
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Kramer
Jürgen Finter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sika Technology AG
Original Assignee
Sika Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sika Technology AG filed Critical Sika Technology AG
Priority to EP20060122865 priority Critical patent/EP1916270A1/en
Priority to US12/311,661 priority patent/US8202920B2/en
Priority to EP07821781.7A priority patent/EP2084203B1/en
Priority to JP2009533829A priority patent/JP5266238B2/en
Priority to PCT/EP2007/061418 priority patent/WO2008049859A1/en
Priority to CN2007800396350A priority patent/CN101528799B/en
Publication of EP1916270A1 publication Critical patent/EP1916270A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/10Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J163/00Adhesives based on epoxy resins; Adhesives based on derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/02Organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials
    • C08L2666/14Macromolecular compounds according to C08L59/00 - C08L87/00; Derivatives thereof
    • C08L2666/20Macromolecular compounds having nitrogen in the main chain according to C08L75/00 - C08L79/00; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04Polyurethanes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31511Of epoxy ether

Definitions

  • the invention relates to the field of impact modifiers and the field of thermosetting epoxy resin compositions.
  • Impact modifiers have long been used to improve the strength of adhesives in the event of sudden impact.
  • epoxy resin compositions generally have high mechanical strengths, but are very brittle, that is, in a sudden force, such as occurs in a collision of vehicles breaks the cured epoxy resin and leads to destruction of the composite.
  • Liquid rubbers have long been used for toughening.
  • liquid rubbers based on acrylonitrile / butadiene copolymers, such as those available under the name Hycar® are used.
  • EP-B-0 338 985 describes impact-resistant epoxy resin compositions which, in addition to liquid rubbers based on acrylonitrile / butadiene copolymers, additionally comprise liquid rubbers based on polyurethane prepolymers which are terminated with a phenol or a lactam.
  • WO-A-2005/007766 discloses epoxy resin compositions containing a reaction product of an isocyanate group-terminated prepolymer and a blocking agent selected from the group consisting of bisphenol, phenol, benzyl alcohol, aminophenol or benzylamine.
  • a blocking agent selected from the group consisting of bisphenol, phenol, benzyl alcohol, aminophenol or benzylamine.
  • such epoxy resin compositions have weaknesses in low temperature impact strength ( ⁇ 0 ° C).
  • WO-A-03/093387 discloses impact-resistant epoxy resin compositions containing adducts of dicarboxylic acids with glycidyl ethers or bis (aminophenyl) sulfone isomers or aromatic alcohols with glycidyl ethers contain. However, these compositions also have deficiencies in low temperature impact strength ( ⁇ 0 ° C).
  • WO-A-2004/055092 and WO-A-2005/007720 disclose epoxy resin compositions having improved impact resistance and containing a reaction product of an isocyanate group-terminated polyurethane prepolymer with a monohydroxy epoxide.
  • thermosetting epoxy resin compositions which have improved impact strength and have high mechanical properties and, in particular, have a high glass transition temperature.
  • this object can be achieved by a composition according to claim 1.
  • the low-temperature impact strength could be greatly increased over the prior art in some cases.
  • a further aspect of the invention is the use of the terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (1), in particular of the formula (1 '), as an agent for improving the impact resistance, in particular of epoxy resin compositions.
  • Other aspects are the use of the thermosetting epoxy resin compositions as one-part thermosetting An adhesive, a method of bonding according to claim 30 and the resulting bonded articles. Particularly preferred embodiments are the subject of the dependent claims.
  • the present invention in a first aspect relates to a thermosetting epoxy resin composition
  • a thermosetting epoxy resin composition comprising at least one epoxy resin A having on average more than one epoxy group per molecule, at least one curing agent B for epoxy resins which is activated by elevated temperature, and at least one terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (I ) contains.
  • the thermosetting composition contains at least one epoxy resin A having on average more than one epoxide group per molecule.
  • the epoxide group is preferably present as a glycidyl ether group.
  • the epoxy resin A having an average of more than one epoxy group per molecule is preferably an epoxy liquid resin or a solid epoxy resin.
  • solid epoxy resin is well known to the person skilled in the art and is used in contrast to "liquid epoxy resins".
  • the glass transition temperature of solid resins is above room temperature, ie they can be comminuted at room temperature to form pourable powders.
  • Preferred solid epoxy resins have the formula (X)
  • substituents R 'and R are independently of one another either H or CH 3.
  • subscript s stands for a value of> 1.5, in particular from 2 to 12.
  • the use of the term "independently” is in the context of substituents, groups or residues to interpret that in the same molecule the identically named substituents, groups or groups can occur simultaneously with different meaning.
  • Such solid epoxy resins are commercially available, for example, from Dow or Huntsman or Hexion.
  • Compounds of formula (X) with an index s between 1 and 1.5 are referred to by the skilled person as semisolid epoxy resins.
  • semisolid epoxy resins For the present invention, they are also considered as solid resins.
  • Preferred liquid epoxy resins have the formula (XI)
  • the substituents R '"and R""independently of one another are either H or CH 3.
  • the index r stands for a value from 0 to 1.
  • r stands for a value of less than 0.2. It is thus preferably diglycidyl ethers of bisphenol A (DGEBA), bisphenol F and bisphenol A / F (The term 'A / F' refers to a mixture of acetone with formaldehyde, which as starting material in its preparation is used).
  • Such liquid resins are available, for example, as Araldite® GY 250, Araldite® PY 304, Araldite® GY 282 (Huntsman) or DER TM 331 or DER TM 330 (Dow) or Epikote 828 (Hexion).
  • the epoxy resin A is an epoxy liquid resin of the formula (XI).
  • the thermosetting epoxy resin composition contains both at least one epoxy liquid resin of the formula (XI) and at least one solid epoxy resin of the formula (X).
  • the proportion of epoxy resin A is preferably 10 to 85% by weight, in particular 15 to 70% by weight, preferably 15 to 60% by weight, of the weight of the composition.
  • the inventive composition further contains at least one hardener B for epoxy resins, which is activated by elevated temperature. It is preferably a curing agent which is selected from the group consisting of dicyandiamide, guanamines, guanidines, aminoguanidines and derivatives thereof.
  • accelerating effective curing agents such as substituted ureas, such as 3-chloro-4-methylphenylurea (chlorotoluron), or phenyl-dimethylureas, in particular p-chlorophenyl-N, N-dimethylurea (monuron), 3-phenyl-1,1 dimethylurea (fenuron) or 3,4-dichlorophenyl-N, N-dimethylurea (diuron).
  • substituted ureas such as 3-chloro-4-methylphenylurea (chlorotoluron)
  • phenyl-dimethylureas in particular p-chlorophenyl-N, N-dimethylurea (monuron), 3-phenyl-1,1 dimethylurea (fenuron) or 3,4-dichlorophenyl-N, N-dimethylurea (diuron).
  • compounds of the class of imidazoles and amine complexes can be
  • Hardener B is preferably a hardener which is selected from the group consisting of dicyandiamide, guanamine, guanidines, aminoguanidines and derivatives thereof; substituted ureas, in particular 3-chloro-4-methylphenylurea (chlorotoluron), or phenyl-dimethylureas, in particular p-chlorophenyl-N, N-dimethylurea (monuron), 3-phenyl-1,1-dimethylurea (Fenuron), 3,4 Dichlorophenyl N, N-dimethylurea (diuron), as well as imidazoles and amine complexes.
  • Particularly preferred as curing agent B is dicyandiamide.
  • the total amount of hardener B is 0.5-12% by weight, preferably 2-8% by weight, based on the weight of the total composition.
  • the inventive composition further contains a terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (I).
  • R 1 stands for a m + m 'isocyanate-terminated linear or branched polyurethane prepolymer PU1 after removal of all terminal isocyanate groups.
  • Y 1 , Y 2 , Y 3 and Y 4 are each independently H, halogen, NO 2 , alkyl or alkoxy and m is a value of 1 to 8, m 'is a value of 0 to 7 and n is for 0 or 1.
  • the rule is that m + m 'stands for a value of 2 to 8.
  • R 2 is independently a substituent which is selected from the group consisting of in which R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are each independently an alkyl or cycloalkyl or aryl or aralkyl or arylalkyl group or R 5 together with R 6 or R 7 together with R 8 , part of a Form 4- to 7-membered rings, which is at most substituted;
  • R 9 , R 9 'and R 10 each independently represent an alkyl or aralkyl or aryl or arylalkyl group or an alkyloxy or aryloxy or aralkyloxy group;
  • R 11 is an alkyl group,
  • R 12 , R 13 and R 14 each independently represent an alkylene group having 2 to 5 C atoms, which optionally has double bonds or is substituted, or stand for a phenylene group or for a hydrogenated phenylene group;
  • R 15 , R 16 and R 17 each independently represent H or an alkyl group, or
  • formula (I) represents a comprehensive formula of the two formulas (Ia) and (Ib).
  • Y 1 , Y 2 , Y 3 and / or Y 4 is an alkyl group, this is in particular a linear or branched C 1 -C 20 -alkyl group. If Y 1 Y 2 , Y 3 and / or Y 4 is an alkoxy group, this is in particular a linear or branched C 1 -C 20 -alkoxy group.
  • R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 9 ' , R 10 , R 11 , R 15 , R 16 or R 17 is an alkyl group, this is in particular a linear or branched C 1 -C 20 alkyl group. If R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 9 ' , R 10 , R 15 , R 16 , R 17 or R 18 is an aralkyl group, this grouping is in particular a methylene-bonded aromatic group, in particular a benzyl group.
  • R 5, R 6, R 7, R 8, R 9, R 9 'or R 10 is an alkylaryl group, this is especially a phenylene residue, bonded via C 1 - to C 20 alkyl group, such as tolyl or xylyl.
  • the radicals R 2 are preferably the substituents of the formulas and --- OR 18 .
  • ⁇ -caprolactam is preferred after removal of the NH proton.
  • radicals R 2 are on the one hand radicals which are selected from the group consisting of
  • the radical Y in this case represents a saturated or olefinically unsaturated hydrocarbon radical having 1 to 20 C atoms, in particular having 1 to 15 C atoms.
  • Y in particular allyl, methyl, nonyl, dodecyl or an unsaturated C15-alkyl radical having 1 to 3 double bonds are preferred.
  • radicals R 2 are radicals of the formula (V ")
  • radical R 4 is in particular a trivalent radical of the formula preferred, wherein R is methyl or H.
  • R 2 are on the one hand in particular phenols or bisphenols after removal of a hydroxyl group to consider.
  • Preferred examples of such phenols and bisphenols are, in particular, phenol, cresol, resorcinol, pyrocatechol, cardanol (3-pentadecenylphenol (from cashew nut shell oil)), nonylphenol, phenols reacted with styrene or dicyclopentadiene, bisphenol A, bisphenol -F and 2,2'-diallyl-bisphenol-A.
  • m ' is 0, ie the terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (I) preferably has no substituents R 2 .
  • the terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (I) has the formula (I ').
  • the preparation of the terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (I) is carried out from the isocyanate-terminated linear or branched polyurethane prepolymer PU1 with at least one isocyanate-reactive compound of the formula and at most one or more isocyanate-reactive compounds R 2 H. If several such isocyanate-reactive compounds are used, the reaction can be carried out sequentially or with a mixture of these compounds. The reaction is carried out in such a way that the one or more isocyanate-reactive compounds are used stoichiometrically or in stoichiometric excess in order to ensure that all NCO groups have reacted.
  • R 2 has the formula (V ")
  • the corresponding isocyanate-reactive compounds is a monohydroxyl epoxide compound of the formula (V)
  • the monohydroxyl epoxy compound of the formula (V) has 1, 2 or 3 epoxide groups.
  • the hydroxyl group of this monohydroxyl epoxy compound (V) may be a primary or a secondary hydroxyl group.
  • Such monohydroxyl epoxy compounds can be produced, for example, by reacting polyols with epichlorohydrin. Depending on the reaction, the corresponding monohydroxyl epoxide compounds are formed in different concentrations in the reaction of polyfunctional alcohols with epichlorohydrin as by-products. These can be isolated by conventional separation operations. In general, however, it is sufficient to use the product mixture obtained in the glycidylation reaction of polyols from completely and partially reacted to the glycidyl ether polyol.
  • hydroxyl-containing epoxides examples include butanediol monoglycidyl ether (contained in butanediol diglycidyl ether), hexanediol monoglycidyl ether (contained in hexanediol diglycidyl ether), cyclohexanedimethanol glycidyl ether, trimethylolpropane diglycidyl ether (contained as a mixture in trimethylolpropane triglycidyl ether), glycerol diglycidyl ether (contained as a mixture in glycerol triglycidyl ether), pentaerythritol triglycidyl ether (contained as a mixture in pentaerythritol tetraglycidyl ether).
  • trimethylolpropane diglycidyl ether which occurs at a relatively high level in commonly prepared trimethylolpropane triglycidyl ether, is used.
  • other similar hydroxyl-containing epoxides in particular glycidol, 3-glycidyloxybenzyl alcohol or hydroxymethyl cyclohexene oxide.
  • distillation residues which are obtained in the production of high purity, distilled epoxy liquid resins. Such distillation residues have an up to three times higher concentration of hydroxyl-containing epoxides than commercially available undistilled epoxy liquid resins.
  • epoxides with a ⁇ -hydroxy ether group prepared by the reaction of (poly) epoxides with a deficit of monovalent nucleophiles such as carboxylic acids, phenols, thiols or sec-amines, can be used.
  • the free primary or secondary OH functionality of the monohydroxyl epoxide compound of the corresponding formula (V) permits efficient reaction with terminal isocyanate groups of prepolymers without having to use disproportionate excesses of the epoxide component.
  • the terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (I) advantageously has an elastic character and is furthermore advantageously soluble or dispersible in epoxy liquid resins.
  • the amount of the terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (I) is advantageously between 1 and 45% by weight, in particular between 3 and 35% by weight, based on the total weight of the thermosetting epoxy resin composition.
  • the ratio of the number of epoxy groups of the epoxy resin A to the number of blocked isocyanate groups of the terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (1) is more than 5, in particular 5 to 100, preferably 10 to 80.
  • Such compositions react primarily via curing by means of the hardener B.
  • the terminally blocked polyurethane prepolymer of formula (I) contributes only a small amount to the epoxy cure and is used primarily as an impact modifier in the composition.
  • the polyurethane prepolymer PU1, on which R 1 is based, can be prepared from at least one diisocyanate or triisocyanate and from a polymer Q PM with terminal amino, thiol or hydroxyl groups and / or from an optionally substituted polyphenol Q PP .
  • poly in “polyisocyanate”, “polyol”, “polyphenol” and “polymer kaptan” refers to molecules which formally contain two or more of the respective functional groups.
  • Suitable diisocyanates are aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or araliphatic diisocyanates, in particular commercial products such as methylene diphenyl diisocyanate (MDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), toluene diisocyanate (TDI), tolidine diisocyanate (TODI), isophorone diisocyanate (IPDI), trimethylhexamethylene diisocyanate (TMDI), 2,5- or 2,6-bis (isocyanatomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI), dicyclohexylmethyl diisocyanate (H 12 MDI), p-phenylene diisocyanate (PPDI), m-tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI), etc.
  • MDI methylene diphenyl diisocyanate
  • HDI hexam
  • Suitable triisocyanates are trimers or biurets of aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or araliphatic diisocyanates, especially the isocyanurates and biurets of the diisocyanates described in the previous paragraph. Of course, suitable mixtures of di- or triisocyanates can be used.
  • polymers Q PM with terminal amino, thiol or hydroxyl groups are particularly suitable polymers Q PM having two or three terminal amino, thiol or hydroxyl groups.
  • the polymers Q PM advantageously have an equivalent weight of 300-6000, in particular of 600-4000, preferably of 700-2200 g / equivalent of NCO-reactive groups.
  • the polyols selected from the group consisting of polyethylene glycols, polypropylene glycols, polyethylene glycol-polypropylene glycol block co-polymers, polybutylene glycols, hydroxyl-terminated polybutadienes, hydroxyl-terminated butadiene / acrylonitrile copolymers, hydroxyl-terminated synthetic rubbers, their hydrogenation products and mixtures of these polyols.
  • polymers Q PM di- or higher-functional amino-terminated polyethylene ethers, polypropylene ethers, such as those sold under the name Jeffamine® by Huntsman, polybutylene ethers, polybutadienes, butadiene / acrylonitrile copolymers, such as those described under the name Hycar ATBN from Nanoresins AG, Germany, as well as other amino-terminated synthetic rubbers or mixtures of said components.
  • suitable polymers Q PM are in particular hydroxyl-containing polybutadienes or polyisoprenes or their partially or completely hydrogenated reaction products.
  • the polymers Q PM can also be chain-extended, as can be carried out in a manner known to the person skilled in the art by the reaction of polyamines, polyols and polyisocyanates, in particular of diamines, diols and diisocyanates.
  • a species of the formula (VI) or (VII) forms, as shown below, depending on the selected stoichiometry.
  • the radicals Y 1 and Y 2 represent a divalent organic radical and the indices u and v vary from 1 to typically 5, depending on the stoichiometric ratio.
  • These species of formula (VI) or (VII) can then in turn be further reacted.
  • a chain-extended polyurethane prepolymer PU1 of the following formula can be formed:
  • the indices x and y vary from 1 to typically 5, depending on the stoichiometric ratio, and are in particular 1 or 2.
  • the species of the formula (VI) can also be reacted with the species of the formula (VII) to form a chain-extended polyurethane prepolymer PU1 having NCO groups.
  • diols and / or diamines and diisocyanates are preferred.
  • higher functionality polyols such as trimethylolpropane or pentaerythritol
  • polyisocyanates such as isocyanurates of diisocyanates
  • the prepolymers PU1 in general and in the case of the chain-extended polyurethane prepolymers in particular, it must advantageously be ensured that the prepolymers do not have too high viscosities, in particular if higher functional compounds are used for the chain extension, since this can be converted into the polymers of the formula (I ) or make the application of the composition difficult.
  • polymers Q PM are preferred polyols having molecular weights between 600 and 6000 daltons selected from the group consisting of polyethylene glycols, polypropylene glycols, polyethylene glycol-polypropylene glycol block polymers, polybutylene glycols, hydroxyl-terminated polybutadienes, hydroxyl-terminated butadiene-acrylonitrile copolymers and mixtures thereof.
  • polymers Q PM particular preference is given to ⁇ , ⁇ -dihydroxypolyalkylene glycols having C 2 -C 6 -alkylene groups or having mixed C 2 -C 6 -alkylene groups, which are terminated with amino, thiol or, preferably, hydroxyl groups.
  • polyphenol Q PP are particularly suitable bis-, tris- and tetraphenols. These are understood to mean not only pure phenols, but optionally also substituted phenols. The type of substitution can be very diverse. In particular, this is understood to mean a substitution directly on the aromatic nucleus to which the phenolic OH group is bonded. Phenols are furthermore not only understood as mononuclear aromatics, but also as polynuclear or condensed aromatics or heteroaromatics which have the phenolic OH group directly on the aromatic or heteroaromatic compounds. Due to the nature and position of such a substituent, among other things, the reaction necessary for the formation of the polyurethane prepolymer PU1 with isocyanates is influenced.
  • the bis- and trisphenols are particularly suitable.
  • the polyurethane prepolymer PU1 is prepared from at least one diisocyanate or triisocyanate and from a polymer Q PM with terminal amino, thiol or hydroxyl groups.
  • the preparation of the polyurethane prepolymer PU1 is carried out in a manner known to the polyurethane expert, in particular by using the diisocyanate or triisocyanate in a stoichiometric excess with respect to the amino, thiol or hydroxyl groups of the polymer Q PM .
  • the polyurethane prepolymer PU1 is prepared from at least one diisocyanate or triisocyanate and from an optionally substituted polyphenol Q PP .
  • the preparation of the polyurethane prepolymer PU1 takes place in a polyurethane specialist known manner, in particular by the diisocyanate or triisocyanate is used in a stoichiometric excess with respect to the phenolic groups of the polyphenol Q PP .
  • the polyurethane prepolymer PU1 is prepared from at least one diisocyanate or triisocyanate and from a polymer Q PM with terminal amino, thiol or hydroxyl groups and from an optionally substituted polyphenol Q PP .
  • the polyurethane prepolymer PU1 from at least one diisocyanate or triisocyanate as well as from a polymer Q PM with terminal amino, thiol or hydroxyl groups and / or from an optionally substituted polyphenol Q PP different possibilities are available.
  • a mixture of at least one polyphenol Q PP and at least one polymer Q PM is reacted with at least one diisocyanate or triisocyanate in an excess of isocyanate.
  • a second process called “2-step process I”
  • at least one polyphenol Q PP is reacted with at least one diisocyanate or triisocyanate in an isocyanate excess and then with at least one polymer Q PM in excess.
  • 2-step process II at least one polymer Q PM is reacted with at least one diisocyanate or triisocyanate in an isocyanate excess and subsequently with at least one polyphenol Q PP in a deficit.
  • the polyurethane prepolymer PU1 preferably has elastic character and exhibits a glass transition temperature Tg of less than 0 ° C.
  • the thermosetting epoxy resin composition may further contain a thixotropic agent C based on a urea derivative.
  • the urea derivative is a reaction product of an aromatic monomeric diisocyanate with an aliphatic amine compound. It is also quite possible to react several different monomeric diisocyanates with one or more aliphatic amine compounds or a monomeric diisocyanate with several aliphatic amine compounds.
  • the reaction product of 4,4'-diphenylmethylene diisocyanate (MDI) with butylamine has proved to be particularly advantageous.
  • the urea derivative is preferably present in a carrier material.
  • the carrier material may be a plasticizer, in particular a phthalate or an adipate, preferably a diisodecyl phthalate (DIDP) or dioctyl adipate (DOA).
  • the carrier may also be a non-diffusing carrier. This is preferred to ensure as little as possible migration after curing of unregulated components.
  • Preferred non-diffusing carriers are blocked polyurethane prepolymers. The preparation of such preferred urea derivatives and support materials are described in detail in the patent application EP 1 152 019 A1 described.
  • the support material is advantageously a blocked polyurethane prepolymer PU2, in particular obtained by reacting a trifunctional polyether polyol with IPDI and subsequent blocking of the terminal isocyanate groups with ⁇ -caprolactam.
  • the total amount of thixotropic agent C is 0-40% by weight, preferably 5-25% by weight, based on the weight of the total composition.
  • the ratio of the weight of the urea derivative to the weight of the possibly present carrier is preferably 2/98 to 50/50, in particular 5 / 95-25 / 75.
  • the thermosetting epoxy resin composition preferably further contains a liquid rubber D, which is preferably a carboxyl- or epoxy-terminated polymer.
  • this liquid rubber D is a carboxyl- or epoxide-terminated acrylonitrile / butadiene copolymer or a derivative thereof.
  • Such liquid rubbers are commercially available, for example, under the name Hycar® CTBN and CTBNX and ETBN from Nanoresins AG, Germany.
  • the derivatives are in particular epoxy-containing elastomer-modified prepolymers, as under the product line Polydis®, preferably from the product line Polydis® 36 .., by the company Struktol® (Schill + Seilacher Group, Germany) or under the product line Albipox (Nanoresins, Germany) are commercially available suitable. It is clear to the person skilled in the art that, of course, mixtures of liquid rubbers can also be used, in particular mixtures of carboxyl- or epoxide-terminated acrylonitrile / butadiene copolymers or of derivatives thereof.
  • this liquid rubber D is a polyacrylate liquid rubber which is completely miscible with liquid epoxy resins and does not become microdroplets until the epoxy resin matrix has cured unmixed.
  • polyacrylate liquid rubbers are available, for example, under the designation 20208-XPA from Rohm and Haas.
  • the liquid rubber D is a liquid rubber of the formula (II).
  • R 3 is a linear or branched polyurethane prepolymer PU1 ' terminated with m "isocyanate groups after removal of all terminal isocyanate groups
  • R 4 ' is a radical of a primary or secondary hydroxyl-containing aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or araliphatic epoxide after removal of the hydroxyl and epoxide groups
  • p' is 1, 2 or 3 and m "is 2 to 8 stands.
  • thermosetting epoxy resin composition contains at least one epoxide-functional liquid rubber based on an acrylonitrile / butadiene copolymer and at least one epoxide-functional liquid rubber of the formula (II).
  • the liquid rubber D is advantageously used in an amount of 1 to 45% by weight, in particular 1 to 25% by weight, based on the weight of the composition.
  • the heat-curing epoxy resin composition preferably also contains a solid toughener E.
  • a "toughener” is understood here and hereinafter to be an additive to an epoxy resin matrix which is used even at low additions of 0.1-15% by weight, in particular 0.5-8% by weight. %, causes a significant increase in toughness and is thus able to absorb higher bending, tensile, impact or impact stress before the matrix breaks or breaks.
  • the solid toughener E in a first embodiment is an organic ion-exchanged layered mineral E1.
  • the ion-exchanged layered mineral E1 may be either a cation-exchanged layered mineral E1c or an anion-exchanged layered mineral E1a .
  • the cation-exchanged layered mineral E1c is obtained from a layered mineral E1 ', in which at least some of the cations have been replaced by organic cations. Examples of such cation-exchanged layer minerals E1c are in particular those which are described in US Pat US 5,707,439 or in US 6,197,849 are mentioned. Likewise, the process for producing these cation-exchanged layer minerals E1c is described there.
  • Preferred as layer mineral E1 ' is a layered silicate.
  • the layer mineral E1 ' is particularly preferably a phyllosilicate, as described in US Pat US 6,197,849 Column 2, line 38 to column 3, line 5 are described, in particular a bentonite.
  • Layer minerals E1 ' such as kaolinite or a montmorillonite or a hectorite or an illite have proven to be particularly suitable. At least part of the cations of the layer mineral E1 'is replaced by organic cations.
  • Examples of such cations are n-octylammonium, trimethyldodecylammonium, dimethyldodecylammonium or bis (hydroxyethyl) octadecylammonium or similar derivatives of amines which can be obtained from natural fats and oils; or guanidinium cations or amidinium cations; or cations of the N-substituted derivatives of pyrrolidine, piperidine, piperazine, morpholine, thiomorpholine; or cations of 1,4-diazobicyclo [2.2.2] octane (DABCO) and 1-azobicyclo [2.2.2] octane; or cations of N-substituted derivatives of pyridine, pyrrole, imidazole, oxazole, pyrimidine, quinoline, isoquinoline, pyrazine, indole, benzimidazole
  • cyclic amidinium cations in particular those as described in US Pat US 6,197,849 in column 3, line 6 to column 4, line 67.
  • Cyclic ammonium compounds are characterized by increased thermal stability compared to linear ammonium compounds, as the thermal Hoffmann degradation can not occur in them.
  • Preferred cation-exchanged layered minerals E1c are known to the person skilled in the art under the term Organoclay or Nanoclay and are commercially available, for example, under the group names Tixogel® or Nanofil® (Southern Chemistry), Cloisite® (Southern Clay Products) or Nanomer® (Nanocor Inc.).
  • the anion-exchanged layered mineral E1a is in this case obtained from a layered mineral E1 " in which at least some of the anions have been exchanged for organic anions
  • An example of such an anion-exchanged layered mineral E1a is a hydrotalcite E1", in which at least one part the carbonate anions of the intermediate layers have been replaced by organic anions.
  • Another example is functionalized alumoxanes such. In US Pat. No. 6,328,890 described. It is quite possible that the composition simultaneously contains a cation-exchanged layered mineral E1c and an anion-exchanged layered mineral E1a .
  • the solid toughener in a second embodiment, is a block copolymer E2.
  • the block copolymer E2 is obtained from an anionic or controlled radical polymerization of methacrylic acid ester with at least one further olefinic double bond having monomers.
  • Preferred monomers having an olefinic double bond are those in which the double bond is conjugated directly with a heteroatom or with at least one further double bond.
  • monomers are suitable which are selected from the group comprising styrene, butadiene, acrylonitrile and vinyl acetate.
  • ASA acrylate-styrene-acrylic acid
  • block copolymers E2 are block copolymers of methyl methacrylate, styrene and butadiene. Such block copolymers are available, for example, as triblock copolymers under the group name SBM from Arkema.
  • the solid toughener E in a third embodiment is a core-shell polymer E3.
  • Core-shell polymers consist of an elastic core polymer and a rigid shell polymer.
  • Particularly suitable core-shell polymers consist of a core (core) of elastic acrylate or butadiene polymer which wraps around a rigid shell of a rigid thermoplastic polymer. This core-shell structure is formed either spontaneously by demixing a block copolymer or is given by the polymerization as latex or suspension polymerization with subsequent grafting.
  • Preferred core-shell polymers are so-called MBS polymers which are commercially available under the trade name Clearstrength TM from Atofina, Paraloid TM from Rohm and Haas or F-351 TM from Zeon.
  • core-shell polymer particles which are already present as a dried polymer latex.
  • core-shell polymer particles which are already present as a dried polymer latex.
  • examples of these are GENIOPERL M23A from Wacker with polysiloxane core and acrylate shell, radiation-crosslinked rubber particles of the NEP series, manufactured by Eliokem or Nanoprene from Lanxess or Paraloid EXL from Rohm and Haas.
  • Further comparable examples of core-shell polymers are offered under the name Albidur TM by Nanoresins AG, Germany.
  • the solid toughener E in a fourth embodiment is a solid reaction product E4 of a carboxylated solid nitrile rubber with excess epoxy resin.
  • thermosetting epoxy resin composition may contain the solid core-shell polymer E3 , in particular in an amount of 0.1-15% by weight, preferably 1-8% by weight, based on the weight of the composition.
  • the composition additionally contains at least one filler F.
  • This is preferably mica, talc, kaolin, wollastonite, feldspar, syenite, chlorite, bentonite, montmorillonite, calcium carbonate (precipitated or ground), dolomite, quartz, silicic acids (pyrogenic or precipitated), cristobalite, calcium oxide, aluminum hydroxide, magnesium oxide, ceramic hollow spheres, glass hollow spheres, organic hollow spheres, glass spheres, color pigments.
  • Filler F is meant to mean both the organic coated and the uncoated commercially available and known to those skilled forms.
  • the total content of the total filler F is 3-50% by weight, preferably 5-35% by weight, especially 5-25% by weight, based on the weight of the total composition.
  • the composition contains a physical or chemical blowing agent, such as that available under the tradename Expancel TM from Akzo Nobel or Celogen TM from Chemtura.
  • the proportion of blowing agent is advantageously 0.1 to 3 wt .-%, based on the weight of the composition.
  • hexanediol diglycidyl ethers cresyl glycidyl ethers, p-tert-butylphenyl glycidyl ethers, polypropylene glycol diglycidyl ethers and polyethylene glycol diglycidyl ethers.
  • the total proportion of epoxide group-carrying reactive diluent G is 0.5-20% by weight, preferably 1-8% by weight, based on the weight of the total composition.
  • composition may comprise other ingredients, especially catalysts, heat and / or light stabilizers, thixotropic agents, plasticizers, solvents, mineral or organic fillers, blowing agents, dyes and pigments.
  • thermosetting epoxy resin compositions are particularly suitable as one-component adhesives.
  • the invention relates to a use of the above-described thermosetting epoxy resin composition as a one-component thermosetting adhesive.
  • a one-component adhesive has a wide range of uses.
  • this thermosetting one-component adhesives are feasible, which are characterized by high impact strength, both at higher temperatures and especially at low temperatures, in particular between 0 ° C to -40 ° C.
  • Such adhesives are needed for bonding heat stable materials.
  • Heat-stable materials are materials which are dimensionally stable at a curing temperature of 100-220 ° C., preferably 120-175 ° C., at least during the curing time.
  • these are metals and plastics such as ABS, polyamide, polyphenylene ethers, composite materials such as SMC, unsaturated polyester GRP, epoxy or acrylate composites.
  • Preferred is the application in which at least one material is a metal.
  • Particularly preferred use is the bonding of the same or different metals, especially in the shell in the automotive industry.
  • the preferred metals are, above all, steel, in particular electrolytically galvanized, hot-dip galvanized, oiled steel, Bonazink-coated steel, and subsequently phosphated steel, as well as aluminum, in particular in the variants typically occurring in the automobile industry.
  • a further aspect of the invention thus relates to a method for bonding heat-stable materials, in which these materials are contacted with a previously described epoxy resin composition and which comprises one or more curing steps at a temperature of 100-220 ° C., preferably 120-175 ° C. includes.
  • Such an adhesive is in particular first contacted with the materials to be bonded at a temperature of between 10 ° C and 80 ° C, in particular between 10 ° C and 60 ° C, and later cured at a temperature of typically 100-220 ° C, preferably 120 - 175 ° C. It is particularly important that the curing can take place even at relatively low temperatures, ie at temperatures between 120 and 160 ° C. This is particularly advantageous under energy technology and material technology aspects.
  • a bonded article which is another aspect of the present invention.
  • Such an article is preferably a vehicle or an attachment of a vehicle.
  • sealants or coatings can also be realized with a composition according to the invention.
  • novel compositions are not only suitable for the automotive industry but also for other applications. Particularly noteworthy are related applications in transport engineering such as ships, trucks, buses or rail vehicles or in the construction of consumer goods such as washing machines.
  • the materials bonded by means of a composition according to the invention are used at temperatures between typically 120 ° C. and -40 ° C., preferably between 100 ° C. and -40 ° C., in particular between 80 ° C. and -40 ° C.
  • terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (I) can be used in an outstanding manner as an impact modifier, that is to say as an agent for improving the impact resistance, in particular in epoxy resins.
  • compositions can be formulated which typically have fracture energies, measured to ISO 11343, of greater than 15.0 J at 23 ° C and greater than 7.0 J at -30 ° C. It is sometimes possible to formulate compositions having fracture energies greater than 17.5 J at 23 ° C and greater than 12.0 J at -30 ° C. Particularly advantageous compositions have even fracture energies of more than 18.0 J at 23 ° C and more than 12.0 J at -30 ° C.
  • thermosetting epoxy resin composition is the application as a thermosetting structural adhesive in vehicle construction.
  • Trimethylolpropane glycidyl ether was prepared according to the method in patent US 5,668,227 , Example 1, prepared from trimethylolpropane and epichlorohydrin with tetramethylammonium chloride and sodium hydroxide. A yellowish product having an epoxide number of 7.5 eq / kg and a hydroxyl group content of 1.8 eq / kg is obtained. It can be concluded from the HPLC-MS spectrum that essentially a mixture of trimethylolpropane diglycidyl ether and trimethylolpropane triglycidyl ether is present. This product was used as MHE .
  • polyurethane prepolymer PU1-3 To 393.6 g of polyurethane prepolymer PU1-3 was added 25.8 g of 2-benzoxazolinone as a blocking agent. It was further stirred at 105 ° C under vacuum until the NCO content had dropped below 0.1% after 3.5 h.
  • ZSF Tensile shear strength
  • test specimens were made of the described compositions and electrolytically galvanized DC04 steel (eloZn) with the dimensions 100 x 25 x 1.5 mm produced, while the adhesive surface was 25 x 10 mm at a layer thickness of 0.3 mm. Hardened for 30 min. At 175 ° C. The pulling speed was 10 mm / min.
  • test specimens were produced from the compositions described and with electrolytically galvanized DCO 4 steel (eloZn) with the dimensions 90 ⁇ 20 ⁇ 0.8 mm, the bond area being 20 ⁇ 30 mm and a layer thickness of 0.3 mm. Hardened for 30 min. At 175 ° C.
  • the measurement of the SchlagJlarbeit was carried out in each case at room temperature and at -30 ° C.
  • the impact velocity was 2 m / s.
  • the fracture energy (BE) in joules is the area under the measurement curve (from 25% to 90%, according to ISO 11343).
  • the glass transition temperature was determined by DSC. A device Mettler DSC822 e was used for this purpose. 20-30 mg adhesive samples were each weighed into an aluminum crucible. After the sample had been cured in the DSC for 30 min. At 175 ° C, the sample was cooled to -20 ° C and then heated at a heating rate of 20 ° C / min to 150 ° C. The glass transition temperature was determined by DSC software from the measured DSC curve.

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Abstract

A heat-curable resin composition contains epoxy resin(s) having more than one epoxide group in a molecule, curing agent(s) which is activated at high temperature, and terminally blocked polyurethane prepolymer(s). A heat-curable resin composition contains epoxy resin(s) having more than one epoxide group in a molecule, curing agent(s) which is activated at high temperature, and terminally blocked polyurethane prepolymer(s).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Schlagzähigkeitsmodifikatoren und das Gebiet der hitzehärtenden Epoxidharzzusammensetzungen.The invention relates to the field of impact modifiers and the field of thermosetting epoxy resin compositions.

Stand der TechnikState of the art

Schlagzähigkeitsmodifikatoren werden schon seit langem dazu eingesetzt, um die Festigkeit von Klebstoffen bei schlagartiger Krafteinwirkung zu verbessern. Insbesondere Epoxidharzzusammensetzungen weisen generell zwar hohe mechanische Festigkeiten auf, sind jedoch sehr spröde, das heisst, bei einer schlagartigen Krafteinwirkung, wie sie beispielsweise in einem Zusammenstoss von Fahrzeugen eintritt, bricht das gehärtete Epoxidharz und führt zu einer Zerstörung des Verbundes.
Flüssigkautschuke werden schon seit längerem zur Zähigkeitsmodifizierung eingesetzt. Beispielsweise werden Flüssigkautschuke auf Basis von Acrylnitril/Butadien-Copolymeren, wie sie beispielsweise unter dem Namen Hycar® erhältlich sind, eingesetzt.
EP-B-0 338 985 beschreibt schlagzähe Epoxidharzzusammensetzungen, welche neben Flüssigkautschuken auf Basis von Acrylnitril/Butadien-Copolymeren zusätzlich auch Flüssigkautschuke auf Basis von Polyurethanprepolymere aufweisen, welche mit einem Phenol oder einem Lactam terminiert sind.
WO-A-2005/007766 offenbart Epoxidharzzusammensetzungen, welche ein Reaktionsprodukt eines Isocyanatgruppen-terminierten Prepolymers und eines Blockierungsmittels, welches ausgewählt ist aus der Gruppe Bisphenol, Phenol, Benzylalkohol, Aminophenol oder Benzylamin enthalten. Derartige Epoxidharzzusammensetzungen zeigen jedoch Schwächen in der Tieftemperaturschlagzähigkeit (<0°C) auf.
WO-A-03/093387 offenbart schlagzähe Epoxidharzzusammensetzungen, welche Addukte von Dicarbonsäuren mit Glycidylethern oder von Bis(aminophenyl)sulfon-Isomeren oder aromatischen Alkoholen mit Glycidylethern enthalten. Diese Zusammensetzungen weisen jedoch ebenfalls Defizite in der Tieftemperaturschlagzähigkeit (<0°C) auf.
WO-A-2004/055092 und WO-A-2005/007720 offenbaren Epoxidharzzusammensetzungen mit verbesserter Schlagzähigkeit, welche ein Reaktionsprodukt eines Isocyanatgruppen-terminierten Polyurethanprepolymeren mit einem Monohydroxyepoxid enthalten. Diese Epoxidharzzusammensetzungen weisen zwar gegenüber denjenigen, welche Phenol-terminierte Polyurethanprepolymere enthalten, eine verbesserte Tieftemperaturschlagzähigkeit auf, sind aber immer noch nicht optimal.
US 4,701,512 offenbart Benzoxazolinon und Benzoxazindion als Blockierungsmittel für Isocyanate und deren Verwendung als blockierte Härter für Epoxidharze, allenfalls in Kombination mit Katalysatoren. Diese Zusammensetzung weisen jedoch keine zusätzlichen Härter für Epoxidharze auf und werden bei einer Temperatur von 180°C bis 200°C quasi vollständig über diese blockierten Isocyanate ausgehärtet. Derartige Zusammensetzungen weisen jedoch eine unzureichende Mechanik für Klebstoffe auf.
Impact modifiers have long been used to improve the strength of adhesives in the event of sudden impact. In particular, epoxy resin compositions generally have high mechanical strengths, but are very brittle, that is, in a sudden force, such as occurs in a collision of vehicles breaks the cured epoxy resin and leads to destruction of the composite.
Liquid rubbers have long been used for toughening. For example, liquid rubbers based on acrylonitrile / butadiene copolymers, such as those available under the name Hycar®, are used.
EP-B-0 338 985 describes impact-resistant epoxy resin compositions which, in addition to liquid rubbers based on acrylonitrile / butadiene copolymers, additionally comprise liquid rubbers based on polyurethane prepolymers which are terminated with a phenol or a lactam.
WO-A-2005/007766 discloses epoxy resin compositions containing a reaction product of an isocyanate group-terminated prepolymer and a blocking agent selected from the group consisting of bisphenol, phenol, benzyl alcohol, aminophenol or benzylamine. However, such epoxy resin compositions have weaknesses in low temperature impact strength (<0 ° C).
WO-A-03/093387 discloses impact-resistant epoxy resin compositions containing adducts of dicarboxylic acids with glycidyl ethers or bis (aminophenyl) sulfone isomers or aromatic alcohols with glycidyl ethers contain. However, these compositions also have deficiencies in low temperature impact strength (<0 ° C).
WO-A-2004/055092 and WO-A-2005/007720 disclose epoxy resin compositions having improved impact resistance and containing a reaction product of an isocyanate group-terminated polyurethane prepolymer with a monohydroxy epoxide. While these epoxy resin compositions have improved low temperature impact strength over those containing phenolic-terminated polyurethane prepolymers, they are still not optimal.
US 4,701,512 discloses benzoxazolinone and benzoxazine dione as blocking agents for isocyanates and their use as blocked curing agents for epoxy resins, if necessary in combination with catalysts. However, these compositions have no additional curing agents for epoxy resins and are cured at a temperature of 180 ° C to 200 ° C virtually completely over these blocked isocyanates. However, such compositions have insufficient mechanics for adhesives.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzungen zur Verfügung zu stellen, welche verbesserte Schlagzähigkeiten aufweisen, sowie hohe mechanische Eigenschaften aufweisen und insbesondere über eine hohe Glasübergangstemperatur verfügen.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass diese Aufgabe durch eine Zusammensetzung gemäss Anspruch 1 erfüllt werden kann. Insbesondere überraschend wurde gefunden, dass vor allem die Tieftemperaturschlagzähigkeit gegenüber dem Stand der Technik zum Teil stark erhöht werden konnte.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt die Verwendung des endständig blockierten Polyurethanprepolymers der Formel (1), insbesondere der Formel (1'), als Mittel zur Verbesserung der Schlagzähigkeit, insbesondere von Epoxidharzzusammensetzungen, dar.
Weitere Aspekte sind die Verwendung der hitzehärtenden Epoxidharzzusammensetzungen als einkomponentigen hitzehärtenden Klebstoff, ein Verfahren zum Verkleben gemäss Anspruch 30 sowie die daraus resultierenden verklebten Artikel.
Besonders bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
It is therefore an object of the present invention to provide heat-curing epoxy resin compositions which have improved impact strength and have high mechanical properties and, in particular, have a high glass transition temperature.
Surprisingly, it has been found that this object can be achieved by a composition according to claim 1. In particular, it was found, surprisingly, that, in particular, the low-temperature impact strength could be greatly increased over the prior art in some cases.
A further aspect of the invention is the use of the terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (1), in particular of the formula (1 '), as an agent for improving the impact resistance, in particular of epoxy resin compositions.
Other aspects are the use of the thermosetting epoxy resin compositions as one-part thermosetting An adhesive, a method of bonding according to claim 30 and the resulting bonded articles.
Particularly preferred embodiments are the subject of the dependent claims.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt eine hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung, welche mindestens ein Epoxidharz A mit durchschnittlich mehr als einer Epoxidgruppe pro Molekül, mindestens einen Härter B für Epoxidharze, welcher durch erhöhte Temperatur aktiviert wird, und mindestens ein endständig blockiertes Polyurethanprepolymer der Formel (I) enthält.The present invention in a first aspect relates to a thermosetting epoxy resin composition comprising at least one epoxy resin A having on average more than one epoxy group per molecule, at least one curing agent B for epoxy resins which is activated by elevated temperature, and at least one terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (I ) contains.

Die hitzehärtende Zusammensetzung enthält mindestens ein Epoxidharz A mit durchschnittlich mehr als einer Epoxidgruppe pro Molekül. Die Epoxidgruppe liegt vorzugsweise als Glycidylethergruppe vor. Das Epoxidharz A mit durchschnittlich mehr als einer Epoxidgruppe pro Molekül ist vorzugsweise ein Epoxid-Flüssigharz oder ein Epoxid-Festharz. Der Begriff "Epoxid-Festharz" ist dem Epoxid-Fachmann bestens bekannt und wird im Gegensatz zu "Epoxid-Flüssigharzen" verwendet. Die Glastemperatur von Festharzen liegt über Raumtemperatur, d.h. sie lassen sich bei Raumtemperatur zu schüttfähigen Pulvern zerkleinern.
Bevorzugte Epoxid-Festharze weisen die Formel (X) auf

Figure imgb0001
The thermosetting composition contains at least one epoxy resin A having on average more than one epoxide group per molecule. The epoxide group is preferably present as a glycidyl ether group. The epoxy resin A having an average of more than one epoxy group per molecule is preferably an epoxy liquid resin or a solid epoxy resin. The term "solid epoxy resin" is well known to the person skilled in the art and is used in contrast to "liquid epoxy resins". The glass transition temperature of solid resins is above room temperature, ie they can be comminuted at room temperature to form pourable powders.
Preferred solid epoxy resins have the formula (X)
Figure imgb0001

Hierbei stehen die Substituenten R' und R" unabhängig voneinander entweder für H oder CH3. Weiterhin steht der Index s für einen Wert von > 1.5, insbesondere von 2 bis 12.
In diesem Dokument ist die Verwendung des Terms "unabhängig voneinander" in Zusammenhang mit Substituenten, Resten oder Gruppen dahin gehend auszulegen, dass in demselben Molekül die gleich bezeichneten Substituenten, Reste oder Gruppen gleichzeitig mit unterschiedlicher Bedeutung auftreten können.
Here, the substituents R 'and R "are independently of one another either H or CH 3. Furthermore, the subscript s stands for a value of> 1.5, in particular from 2 to 12.
In this document, the use of the term "independently" is in the context of substituents, groups or residues to interpret that in the same molecule the identically named substituents, groups or groups can occur simultaneously with different meaning.

Derartige Epoxid-Festharze sind kommerziell erhältlich beispielsweise von Dow oder Huntsman oder Hexion.
Verbindungen der Formel (X) mit einem Index s zwischen 1 und 1.5 werden vom Fachmann als Semisolid-Epoxidharze bezeichnet. Für die hier vorliegende Erfindung werden sie ebenfalls als Festharze betrachtet. Bevorzugt sind jedoch Epoxidharze im engeren Sinn, d.h. wo der Index s einen Wert von > 1.5 aufweist.
Such solid epoxy resins are commercially available, for example, from Dow or Huntsman or Hexion.
Compounds of formula (X) with an index s between 1 and 1.5 are referred to by the skilled person as semisolid epoxy resins. For the present invention, they are also considered as solid resins. However, preference is given to epoxy resins in the narrower sense, ie where the index s has a value of> 1.5.

Bevorzugte Epoxid-Flüssigharze weisen die Formel (XI) auf

Figure imgb0002
Hierbei stehen die Substituenten R'" und R"" unabhängig voneinander entweder für H oder CH3. Weiterhin steht der Index r für einen Wert von 0 bis 1. Bevorzugt steht r für einen Wert von kleiner als 0.2.
Es handelt sich somit vorzugsweise um Diglycidylether von Bisphenol-A (DGEBA), von Bisphenol-F sowie von Bisphenol-A/F (Die Bezeichnung ,A/F' verweist hierbei auf eine Mischung von Aceton mit Formaldehyd, welche als Edukt bei dessen Herstellung verwendet wird). Solche Flüssigharze sind beispielsweise als Araldite® GY 250, Araldite® PY 304, Araldite® GY 282 (Huntsman) oder D.E.R.™ 331 oder D.E.R.™ 330 (Dow) oder Epikote 828 (Hexion) erhältlich.Preferred liquid epoxy resins have the formula (XI)
Figure imgb0002
Here, the substituents R '"and R""independently of one another are either H or CH 3. Furthermore, the index r stands for a value from 0 to 1. Preferably, r stands for a value of less than 0.2.
It is thus preferably diglycidyl ethers of bisphenol A (DGEBA), bisphenol F and bisphenol A / F (The term 'A / F' refers to a mixture of acetone with formaldehyde, which as starting material in its preparation is used). Such liquid resins are available, for example, as Araldite® GY 250, Araldite® PY 304, Araldite® GY 282 (Huntsman) or DER ™ 331 or DER ™ 330 (Dow) or Epikote 828 (Hexion).

Bevorzugt stellt das Epoxidharz A ein Epoxid-Flüssigharz der Formel (XI) dar. In einer noch mehr bevorzugten Ausführungsform enthält die hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung sowohl mindestens ein Epoxid-Flüssigharz der Formel (XI) als auch mindestens ein Epoxid-Festharz der Formel (X).
Der Anteil von Epoxidharzes A beträgt vorzugsweise 10 - 85 Gew.-%, insbesondere 15 - 70 Gew.-%, bevorzugt 15 - 60 Gew.-%, am Gewicht der Zusammensetzung.
Preferably, the epoxy resin A is an epoxy liquid resin of the formula (XI). In a more preferred embodiment, the thermosetting epoxy resin composition contains both at least one epoxy liquid resin of the formula (XI) and at least one solid epoxy resin of the formula (X).
The proportion of epoxy resin A is preferably 10 to 85% by weight, in particular 15 to 70% by weight, preferably 15 to 60% by weight, of the weight of the composition.

Die erfindungsgemässe Zusammensetzung enthält weiterhin mindestens einen Härter B für Epoxidharze, welcher durch erhöhte Temperatur aktiviert wird. Es handelt sich hierbei vorzugsweise um einen Härter, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Dicyandiamid, Guanamine, Guanidine, Aminoguanidine und deren Derivate. Weiterhin möglich sind beschleunigend wirksame Härter, wie substituierte Harnstoffe, wie beispielsweise 3-Chlor-4-Methylphenylharnstoff (Chlortoluron), oder Phenyl-Dimethylharnstoffe, insbesondere p-Chlorphenyl-N,N-dimethylharnstoff (Monuron), 3-Phenyl-1,1-dimethylharnstoff (Fenuron) oder 3,4-Dichlorphenyl-N,N-dimethylharnstoff (Diuron). Weiterhin können Verbindungen der Klasse der Imidazole und Amin-Komplexe eingesetzt werden.
Bevorzugt handelt es sich beim Härter B um einen Härter, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Dicyandiamid, Guanamine, Guanidine, Aminoguanidine und deren Derivate; substituierte Harnstoffe, insbesondere 3-Chlor-4-Methylphenylharnstoff (Chlortoluron), oder Phenyl-Dimethylharnstoffe, insbesondere p-Chlorphenyl-N,N-dimethylharnstoff (Monuron), 3-Phenyl-1,1-dimethylharnstoff (Fenuron), 3,4-Dichlorphenyl-N,N-dimethylharnstoff(Diuron), sowie Imidazole und Amin-Komplexe.
Besonders bevorzugt als Härter B ist Dicyandiamid.
The inventive composition further contains at least one hardener B for epoxy resins, which is activated by elevated temperature. It is preferably a curing agent which is selected from the group consisting of dicyandiamide, guanamines, guanidines, aminoguanidines and derivatives thereof. Also possible are accelerating effective curing agents, such as substituted ureas, such as 3-chloro-4-methylphenylurea (chlorotoluron), or phenyl-dimethylureas, in particular p-chlorophenyl-N, N-dimethylurea (monuron), 3-phenyl-1,1 dimethylurea (fenuron) or 3,4-dichlorophenyl-N, N-dimethylurea (diuron). Furthermore, compounds of the class of imidazoles and amine complexes can be used.
Hardener B is preferably a hardener which is selected from the group consisting of dicyandiamide, guanamine, guanidines, aminoguanidines and derivatives thereof; substituted ureas, in particular 3-chloro-4-methylphenylurea (chlorotoluron), or phenyl-dimethylureas, in particular p-chlorophenyl-N, N-dimethylurea (monuron), 3-phenyl-1,1-dimethylurea (Fenuron), 3,4 Dichlorophenyl N, N-dimethylurea (diuron), as well as imidazoles and amine complexes.
Particularly preferred as curing agent B is dicyandiamide.

Vorteilhaft beträgt der Gesamtanteil des Härters B 0.5 - 12 Gewichts- %, vorzugsweise 2 - 8 Gewichts-%, bezogen auf das Gewicht der gesamten Zusammensetzung.Advantageously, the total amount of hardener B is 0.5-12% by weight, preferably 2-8% by weight, based on the weight of the total composition.

Die erfindungsgemässe Zusammensetzung enthält weiterhin ein endständig blockiertes Polyurethanprepolymer der Formel (I).

Figure imgb0003
Hierbei steht R1 für ein mit m + m' Isocyanatgruppen terminiertes lineareS oder verzweigtes Polyurethanprepolymer PU1 nach dem Entfernen aller endständigen Isocyanatgruppen. Weiterhin stehen Y1, Y2, Y3 und Y4 unabhängig voneinander für H, Halogen, NO2, Alkyl oder Alkoxy und m steht für einen Wert von 1 bis 8, m' steht für einen Wert von 0 bis 7 und n steht für 0 oder 1. Es gilt die Massgabe, dass m + m' für einen Wert von 2 bis 8 steht.
Weiterhin steht R2 unabhängig voneinander für einen Substituenten, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
Figure imgb0004
Figure imgb0005
Figure imgb0006
wobei
R5, R6, R7 und R8 je unabhängig voneinander für eine Alkyl- oder Cycloalkyl- oder Aryl- oder Aralkyl- oder Arylalkyl-Gruppe steht oder R5 zusammen mit R6 oder R7 zusammen mit R8, einen Teil eines 4- bis 7-gliedrigen Rings bilden, welcher allenfalls substituiert ist;
R9, R9' und R10 je unabhängig voneinander für eine Alkyl- oder Aralkyl-oder Aryl- oder Arylalkyl-Gruppe oder für eine Alkyloxy- oder Aryloxy-oder Aralkyloxy-Gruppe steht;
R11 für eine Alkylgruppe steht,
R12, R13 und R14 je unabhängig voneinander für eine Alkylengruppe mit 2 bis 5 C-Atomen, welche gegebenenfalls Doppelbindungen aufweist oder substituiert ist, oder für eine Phenylengruppe oder für eine hydrierte Phenylengruppe stehen;
R15, R16 und R17 je unabhängig voneinander für H oder für eine Alkylgruppe oder für eine Arylgruppe oder eine Aralkylgruppe stehen; und
R18 für eine Aralkylgruppe oder für eine ein- oder mehrkernige substituierte oder unsubstituierte Aromatengruppe steht, welche gegebenenfalls aromatische Hydroxylgruppen aufweist; oder für einen Rest der Formel (V') steht
Figure imgb0007
wobei R4 unabhängig voneinander für einen Rest eines eine primäre oder sekundäre Hydroxylgruppe enthaltenden aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Epoxids nach dem Entfernen der Hydroxid- und Epoxidgruppen steht und p für einen Wert von 1, 2 oder 3 steht.The inventive composition further contains a terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (I).
Figure imgb0003
Here, R 1 stands for a m + m 'isocyanate-terminated linear or branched polyurethane prepolymer PU1 after removal of all terminal isocyanate groups. Furthermore, Y 1 , Y 2 , Y 3 and Y 4 are each independently H, halogen, NO 2 , alkyl or alkoxy and m is a value of 1 to 8, m 'is a value of 0 to 7 and n is for 0 or 1. The rule is that m + m 'stands for a value of 2 to 8.
Furthermore, R 2 is independently a substituent which is selected from the group consisting of
Figure imgb0004
Figure imgb0005
Figure imgb0006
in which
R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are each independently an alkyl or cycloalkyl or aryl or aralkyl or arylalkyl group or R 5 together with R 6 or R 7 together with R 8 , part of a Form 4- to 7-membered rings, which is at most substituted;
R 9 , R 9 'and R 10 each independently represent an alkyl or aralkyl or aryl or arylalkyl group or an alkyloxy or aryloxy or aralkyloxy group;
R 11 is an alkyl group,
R 12 , R 13 and R 14 each independently represent an alkylene group having 2 to 5 C atoms, which optionally has double bonds or is substituted, or stand for a phenylene group or for a hydrogenated phenylene group;
R 15 , R 16 and R 17 each independently represent H or an alkyl group, or an aryl group or an aralkyl group; and
R 18 is an aralkyl group or a mono- or polynuclear substituted or unsubstituted aromatic group which optionally has aromatic hydroxyl groups; or represents a radical of the formula (V ')
Figure imgb0007
wherein R 4 is independently a radical of a primary or secondary hydroxyl-containing aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or araliphatic epoxide after removal of the hydroxide and epoxide groups and p is 1, 2 or 3.

Die gestrichelten Linien in den Formeln dieses Dokumentes stellen jeweils die Bindung zwischen dem jeweiligen Substituenten und dem dazugehörigen Molekülrest dar.The dashed lines in the formulas of this document in each case represent the bond between the respective substituent and the associated molecular residue.

Somit weist das endständig blockierte Polyurethanprepolymer der Formel (I) mindestens eine Gruppierung der Formel

Figure imgb0008
auf.
Somit stellt Formel (I) eine umfassende Formel der zwei Formeln (la) und (Ib) dar.
Figure imgb0009
Figure imgb0010
Thus, the terminally blocked polyurethane prepolymer of formula (I) has at least one moiety of the formula
Figure imgb0008
on.
Thus, formula (I) represents a comprehensive formula of the two formulas (Ia) and (Ib).
Figure imgb0009
Figure imgb0010

Falls Y1, Y2, Y3 und/oder Y4 für eine Alkylgruppe steht, ist diese insbesondere eine lineare oder verzweigte C1-C20-Alkylgruppe.
Falls Y1 Y2, Y3 und/oder Y4 für eine Alkoxygruppe steht, ist diese insbesondere eine lineare oder verzweigte C1-C20-Alkoxygruppe.
Bevorzugt sind von den Substituenten Y1, Y2, Y3 und Y4 mindestens zwei Substituenten H. Besonders bevorzugt sind Y1= Y2= Y3=Y4=H.
If Y 1 , Y 2 , Y 3 and / or Y 4 is an alkyl group, this is in particular a linear or branched C 1 -C 20 -alkyl group.
If Y 1 Y 2 , Y 3 and / or Y 4 is an alkoxy group, this is in particular a linear or branched C 1 -C 20 -alkoxy group.
Of the substituents Y 1 , Y 2 , Y 3 and Y 4, preference is given to at least two substituents H. Particular preference is given to Y 1 = Y 2 = Y 3 = Y 4 = H.

Falls R5, R6, R7, R8, R9, R9', R10, R11, R15, R16 oder R17 für eine Alkylgruppe steht, ist diese insbesondere eine lineare oder verzweigte C1-C20-Alkylgruppe.
Falls R5, R6, R7, R8, R9, R9', R10, R15, R16, R17 oder R18 für eine Aralkylgruppe steht, ist diese Gruppierung insbesondere eine über Methylen gebundene aromatische Gruppe, insbesondere eine Benzylgruppe.
If R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 9 ' , R 10 , R 11 , R 15 , R 16 or R 17 is an alkyl group, this is in particular a linear or branched C 1 -C 20 alkyl group.
If R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 9 ' , R 10 , R 15 , R 16 , R 17 or R 18 is an aralkyl group, this grouping is in particular a methylene-bonded aromatic group, in particular a benzyl group.

Falls R5, R6, R7, R8, R9, R9' oder R10 für eine Alkylarylgruppe steht, ist diese insbesondere eine über Phenylen gebundene C1- bis C20-Alkylgruppe, wie beispielsweise Tolyl oder Xylyl.If R 5, R 6, R 7, R 8, R 9, R 9 'or R 10 is an alkylaryl group, this is especially a phenylene residue, bonded via C 1 - to C 20 alkyl group, such as tolyl or xylyl.

Die Reste R2 sind vorzugsweise die Substituenten der Formeln

Figure imgb0011
und ---O-R18. Als Substituent der Formel
Figure imgb0012
ist ε-Caprolactam nach Entfernung des NH-Protons bevorzugt.The radicals R 2 are preferably the substituents of the formulas
Figure imgb0011
and --- OR 18 . As a substituent of the formula
Figure imgb0012
For example, ε-caprolactam is preferred after removal of the NH proton.

Besonders bevorzugte Reste R2 sind einerseits Reste, welche ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus

Figure imgb0013
Figure imgb0014
Figure imgb0015
Particularly preferred radicals R 2 are on the one hand radicals which are selected from the group consisting of
Figure imgb0013
Figure imgb0014
Figure imgb0015

Der Rest Y steht hierbei für einen gesättigten oder olefinisch ungesättigten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, insbesondere mit 1 bis 15 C-Atomen. Als Y sind insbesondere Allyl, Methyl, Nonyl, Dodecyl oder ein ungesättigter C15-Alkylrest mit 1 bis 3 Doppelbindungen bevorzugt.The radical Y in this case represents a saturated or olefinically unsaturated hydrocarbon radical having 1 to 20 C atoms, in particular having 1 to 15 C atoms. As Y, in particular allyl, methyl, nonyl, dodecyl or an unsaturated C15-alkyl radical having 1 to 3 double bonds are preferred.

Besonders bevorzugte Reste R2 sind anderseits Reste der Formel (V")

Figure imgb0016
Hierbei ist als Rest R4 insbesondere ein dreiwertiger Rest der Formel
Figure imgb0017
bevorzugt, wobei R für Methyl oder H steht.On the other hand, particularly preferred radicals R 2 are radicals of the formula (V ")
Figure imgb0016
In this case, the radical R 4 is in particular a trivalent radical of the formula
Figure imgb0017
preferred, wherein R is methyl or H.

Als R2 sind insbesondere einerseits Phenole oder Bisphenole nach Entfernung einer Hydroxylgruppe zu betrachten. Bevorzugte Bespiele für derartige Phenole und Bisphenole sind insbesondere Phenol, Kresol, Resorcinol, Brenzkatechin, Cardanol (3-Pentadecenylphenol (aus Cashewnuss-Schalen-ÖI)), Nonylphenol, mit Styrol oder Dicyclopentadien umgesetzte Phenole, Bis-Phenol-A, Bis-Phenol-F und 2,2'-Diallyl-bisphenol-A.As R 2 are on the one hand in particular phenols or bisphenols after removal of a hydroxyl group to consider. Preferred examples of such phenols and bisphenols are, in particular, phenol, cresol, resorcinol, pyrocatechol, cardanol (3-pentadecenylphenol (from cashew nut shell oil)), nonylphenol, phenols reacted with styrene or dicyclopentadiene, bisphenol A, bisphenol -F and 2,2'-diallyl-bisphenol-A.

Besonders bevorzugt ist m' gleich 0, d. h. das endständig blockierte Polyurethanprepolymer der Formel (I) weist vorzugsweise keine Substituenten R2 auf. In einer besonderes bevorzugten Ausführungsform weist das endständig blockierte Polyurethanprepolymer der Formel (I) die Formel (I') auf.

Figure imgb0018
Particularly preferably, m 'is 0, ie the terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (I) preferably has no substituents R 2 . In a particularly preferred embodiment, the terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (I) has the formula (I ').
Figure imgb0018

Die Herstellung des endständig blockierten Polyurethanprepolymers der Formel (I) erfolgt aus dem Isocyanatgruppen terminierten linearen oder verzweigten Polyurethanprepolymeren PU1 mit mindestens einer Isocyanat-reaktiven Verbindung der Formel

Figure imgb0019
und allenfalls einer oder mehreren Isocyanat-reaktiven Verbindungen R2H.
Falls mehrere derartige Isocyanat-reaktive Verbindungen eingesetzt werden, kann die Reaktion sequentiell oder mit einer Mischung dieser Verbindungen erfolgen.
Die Umsetzung erfolgt derart, dass die eine oder die mehreren Isocyanat-reaktiven Verbindungen stöchiometrisch oder im stöchiometrischen Überschuss eingesetzt werden, um zu gewährleisten, dass alle NCO-Gruppen umgesetzt sind.The preparation of the terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (I) is carried out from the isocyanate-terminated linear or branched polyurethane prepolymer PU1 with at least one isocyanate-reactive compound of the formula
Figure imgb0019
and at most one or more isocyanate-reactive compounds R 2 H.
If several such isocyanate-reactive compounds are used, the reaction can be carried out sequentially or with a mixture of these compounds.
The reaction is carried out in such a way that the one or more isocyanate-reactive compounds are used stoichiometrically or in stoichiometric excess in order to ensure that all NCO groups have reacted.

Falls R2 die Formel (V") aufweist, ist die entsprechende Isocyanat-reaktive Verbindungen eine Monohydroxyl-Epoxidverbindung der Formel (V)

Figure imgb0020
If R 2 has the formula (V "), the corresponding isocyanate-reactive compounds is a monohydroxyl epoxide compound of the formula (V)
Figure imgb0020

Die Monohydroxyl-Epoxidverbindung der Formel (V) weist 1, 2 oder 3 Epoxidgruppen auf. Die Hydroxylgruppe dieser Monohydroxyl-Epoxidverbindung (V) kann eine primäre oder eine sekundäre Hydroxylgruppe darstellen.
Solche Monohydroxyl-Epoxidverbindungen lassen sich beispielsweise durch Umsetzung von Polyolen mit Epichlorhydrin erzeugen. Je nach Reaktionsführung entstehen bei der Umsetzung von mehrfunktionellen Alkoholen mit Epichlorhydrin als Nebenprodukte auch die entsprechenden Monohydroxyl-Epoxidverbindungen in unterschiedlichen Konzentrationen. Diese lassen sich durch übliche Trennoperationen isolieren. In der Regel genügt es aber, das bei der Glycidylisierungsreaktion von Polyolen erhaltene Produktgemisch aus vollständig und partiell zum Glycidylether reagiertem Polyol einzusetzen. Beispiele solcher hydroxylhaltigen Epoxide sind Butandiolmonoglycidylether (enthalten in Butandioldiglycidylether), Hexandiolmonoglycidylether (enthalten in Hexandioldiglycidylether), Cyclohexandimethanolglycidylether, Trimethylolpropandiglycidylether (als Gemisch enthalten in Trimethylolpropantriglycidylether), Glycerindiglycidylether (als Gemisch enthalten in Glycerintriglycidylether), Pentaerythrittriglycidylether (als Gemisch enthalten in Pentaerythrittetraglycidylether). Vorzugsweise wird Trimethylolpropandiglycidylether, welcher zu einem relativ hohen Anteil in üblich hergestellten Trimethylolpropantriglycidylether vorkommt, verwendet.
Es können aber auch andere ähnliche hydroxylhaltige Epoxide, insbesondere Glycidol, 3-Glycidyloxybenzylalkohol oder Hydroxymethyl-cyclohexenoxid eingesetzt werden. Weiterhin bevorzugt ist der β-Hydroxyether der Formel (IX), der in handelsüblichen flüssigen Epoxidharzen, hergestellt aus Bisphenol-A (R = CH3) und Epichlorhydrin, zu etwa 15 % enthalten ist, sowie die entsprechenden β-Hydroxyether der Formel (IX), die bei der Reaktion von Bisphenol-F (R = H) oder des Gemisches von Bisphenol-A und Bisphenol-F mit Epichlorhydrin gebildet werden.

Figure imgb0021
The monohydroxyl epoxy compound of the formula (V) has 1, 2 or 3 epoxide groups. The hydroxyl group of this monohydroxyl epoxy compound (V) may be a primary or a secondary hydroxyl group.
Such monohydroxyl epoxy compounds can be produced, for example, by reacting polyols with epichlorohydrin. Depending on the reaction, the corresponding monohydroxyl epoxide compounds are formed in different concentrations in the reaction of polyfunctional alcohols with epichlorohydrin as by-products. These can be isolated by conventional separation operations. In general, however, it is sufficient to use the product mixture obtained in the glycidylation reaction of polyols from completely and partially reacted to the glycidyl ether polyol. Examples of such hydroxyl-containing epoxides are butanediol monoglycidyl ether (contained in butanediol diglycidyl ether), hexanediol monoglycidyl ether (contained in hexanediol diglycidyl ether), cyclohexanedimethanol glycidyl ether, trimethylolpropane diglycidyl ether (contained as a mixture in trimethylolpropane triglycidyl ether), glycerol diglycidyl ether (contained as a mixture in glycerol triglycidyl ether), pentaerythritol triglycidyl ether (contained as a mixture in pentaerythritol tetraglycidyl ether). Preferably, trimethylolpropane diglycidyl ether, which occurs at a relatively high level in commonly prepared trimethylolpropane triglycidyl ether, is used.
However, it is also possible to use other similar hydroxyl-containing epoxides, in particular glycidol, 3-glycidyloxybenzyl alcohol or hydroxymethyl cyclohexene oxide. Preference is furthermore given to the β-hydroxy ether of the formula (IX) which is present in commercially available liquid epoxy resins prepared from bisphenol A (R =CH 3 ) and epichlorohydrin and contains about 15%, and the corresponding β-hydroxy ethers of the formula (IX ) formed in the reaction of bisphenol-F (R = H) or the mixture of bisphenol-A and bisphenol-F with epichlorohydrin.
Figure imgb0021

Weiterhin bevorzugt sind auch Destillationsrückstände, welche bei der Herstellung von hochreinen, destillierten Epoxid-Flüssigharzen anfallen. Solche Destillationsrückstände weisen eine bis zu drei Mal höhere Konzentration an hydroxylhaltigen Epoxiden auf als handelübliche undestillierte Epoxid-Flüssigharze. Im Weiteren können auch unterschiedlichste Epoxide mit einer β-Hydroxyether-Gruppe, hergestellt durch die Reaktion von (Poly-)Epoxiden mit einem Unterschuss von einwertigen Nukleophilen wie Carbonsäuren, Phenolen, Thiolen oder sec.- Aminen, eingesetzt werden.
Die freie primäre oder sekundäre OH-Funktionalität der Monohydroxyl-Epoxidverbindung der entsprechenden Formel (V) lässt eine effiziente Umsetzung mit terminalen Isocyanatgruppen von Prepolymeren zu, ohne dafür unverhältnismässige Überschüsse der Epoxidkomponente einsetzen zu müssen.
Also preferred are distillation residues, which are obtained in the production of high purity, distilled epoxy liquid resins. Such distillation residues have an up to three times higher concentration of hydroxyl-containing epoxides than commercially available undistilled epoxy liquid resins. In addition, a wide variety of epoxides with a β-hydroxy ether group, prepared by the reaction of (poly) epoxides with a deficit of monovalent nucleophiles such as carboxylic acids, phenols, thiols or sec-amines, can be used.
The free primary or secondary OH functionality of the monohydroxyl epoxide compound of the corresponding formula (V) permits efficient reaction with terminal isocyanate groups of prepolymers without having to use disproportionate excesses of the epoxide component.

Das endständig blockierte Polyurethanprepolymer der Formel (I) weist vorteilhaft einen elastischen Charakter auf und ist weiterhin vorteilhaft in Epoxid-Flüssigharzen löslich oder dispergierbar.The terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (I) advantageously has an elastic character and is furthermore advantageously soluble or dispersible in epoxy liquid resins.

Die Menge des endständig blockierten Polyurethanprepolymers der Formel (I) beträgt vorteilhaft zwischen 1 und 45 Gewichts-%, insbesondere zwischen 3 und 35 Gewichts-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der hitzehärtenden Epoxidharzzusammensetzung.
Das Verhältnis der Anzahl der Epoxidgruppen des Epoxidharzes A zur Anzahl blockierten Isocyanatgruppen des endständig blockierten Polyurethanprepolymer der Formel (1) beträgt mehr als 5, insbesondere 5 - 100 vorzugsweise 10 - 80. Derartige Zusammensetzungen reagieren primär über die Aushärtung mittels des Härters B aus. Das endständig blockierte Polyurethanprepolymers der Formel (I) trägt nur einen geringen Anteil zur Epoxidhärtung bei und wird in erster Linie als Schlagzähigkeitsmodifikator in der Zusammensetzung eingesetzt.
The amount of the terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (I) is advantageously between 1 and 45% by weight, in particular between 3 and 35% by weight, based on the total weight of the thermosetting epoxy resin composition.
The ratio of the number of epoxy groups of the epoxy resin A to the number of blocked isocyanate groups of the terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (1) is more than 5, in particular 5 to 100, preferably 10 to 80. Such compositions react primarily via curing by means of the hardener B. The terminally blocked polyurethane prepolymer of formula (I) contributes only a small amount to the epoxy cure and is used primarily as an impact modifier in the composition.

Das Polyurethanprepolymer PU1, auf dem R1 basiert, lässt sich aus mindestens einem Diisocyanat oder Triisocyanat sowie aus einem Polymeren QPM mit endständigen Amino-, Thiol- oder Hydroxylgruppen und / oder aus einem, gegebenenfalls substituierten, Polyphenol QPP herstellen.The polyurethane prepolymer PU1, on which R 1 is based, can be prepared from at least one diisocyanate or triisocyanate and from a polymer Q PM with terminal amino, thiol or hydroxyl groups and / or from an optionally substituted polyphenol Q PP .

In der gesamten hier vorliegenden Schrift werden mit der Vorsilbe "Poly" in "Polyisocyanat", "Polyol", "Polyphenol" und "Polymerkaptan" Moleküle bezeichnet, die formal zwei oder mehr der jeweiligen funktionellen Gruppen enthalten.Throughout this document, the prefix "poly" in "polyisocyanate", "polyol", "polyphenol" and "polymer kaptan" refers to molecules which formally contain two or more of the respective functional groups.

Geeignete Diisocyanate sind aliphatische, cycloaliphatische, aromatische oder araliphatische Diisocyanate, insbesondere handelsübliche Produkte wie Methylendiphenyldiisocyanat (MDI), Hexamethylendiisocyanat (HDI), Toluoldiisocyanat (TDI), Tolidindiisocyanat (TODI), Isophorondiisocyanat (IPDI), Trimethylhexamethylendiisocyanat (TMDI), 2,5- oder 2,6-Bis-(isocyanatomethyl)-bicyclo[2.2.1]heptan, 1,5-Naphthalindiisocyanat (NDI), Dicyclohexylmethyldiisocyanat (H12MDI), p-Phenylendiisocyanat (PPDI), m-Tetramethylxylylen diisocyanat (TMXDI), etc. sowie deren Dimere. Bevorzugt sind HDI, IPDI, MDI oder TDI.
Geeignete Triisocyanate sind Trimere oder Biurete von aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Diisocyanaten, insbesondere die Isocyanurate und Biurete der im vorherigen Absatz beschriebenen Diisocyanate.
Selbstverständlich können auch geeignete Mischungen von Di- oder Triisocyanaten eingesetzt werden.
Suitable diisocyanates are aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or araliphatic diisocyanates, in particular commercial products such as methylene diphenyl diisocyanate (MDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), toluene diisocyanate (TDI), tolidine diisocyanate (TODI), isophorone diisocyanate (IPDI), trimethylhexamethylene diisocyanate (TMDI), 2,5- or 2,6-bis (isocyanatomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI), dicyclohexylmethyl diisocyanate (H 12 MDI), p-phenylene diisocyanate (PPDI), m-tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI), etc. as well as their dimers. Preferred are HDI, IPDI, MDI or TDI.
Suitable triisocyanates are trimers or biurets of aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or araliphatic diisocyanates, especially the isocyanurates and biurets of the diisocyanates described in the previous paragraph.
Of course, suitable mixtures of di- or triisocyanates can be used.

Als Polymere QPM mit endständigen Amino-, Thiol- oder Hydroxylgruppen sind insbesondere geeignet Polymere QPM mit zwei oder drei endständigen Amino-, Thiol- oder Hydroxylgruppen.As polymers Q PM with terminal amino, thiol or hydroxyl groups are particularly suitable polymers Q PM having two or three terminal amino, thiol or hydroxyl groups.

Die Polymere QPM weisen vorteilhaft ein Equivalenzgewicht von 300 - 6000, insbesondere von 600 - 4000, bevorzugt von 700 - 2200 g/Equivalent NCO-reaktiver Gruppen auf.The polymers Q PM advantageously have an equivalent weight of 300-6000, in particular of 600-4000, preferably of 700-2200 g / equivalent of NCO-reactive groups.

Als Polymere QPM geeignet sind Polyole, beispielsweise die folgenden handelsüblichen Polyole oder beliebige Mischungen davon:

  • Polyoxyalkylenpolyole, auch Polyetherpolyole genannt, welche das Polymerisationsprodukt von Ethylenoxid, 1,2-Propylenoxid, 1,2- oder 2,3-Butylenoxid, Tetrahydrofuran oder Mischungen davon sind, gegebenenfalls polymerisiert mit Hilfe eines Startermoleküls mit zwei oder drei aktiven H-Atomen wie beispielsweise Wasser oder Verbindungen mit zwei oder drei OH-Gruppen. Eingesetzt werden können sowohl Polyoxyalkylenpolyole, die einen niedrigen Ungesättigtheitsgrad aufweisen (gemessen nach ASTM D-2849-69 und angegeben in Milliequivalent Ungesättigtheit pro Gramm Polyol (mEq/g)), hergestellt beispielsweise mit Hilfe von sogenannten Double Metal Cyanide Complex Katalysatoren (kurz DMC-Katalysatoren), als auch Polyoxyalkylenpolyole mit einem höheren Ungesättigtheitsgrad, hergestellt beispielsweise mit Hilfe von anionischen Katalysatoren wie NaOH, KOH oder Alkalialkoholaten. Besonders geeignet sind Polyoxypropylendiole und -triole mit einem Ungesättigtheitsgrad tiefer als 0.02 mEq/g und mit einem Molekulargewicht im Bereich von 1000 - 30'000 Dalton, Polyoxybutylendiole und -triole, Polyoxypropylendiole und -triole mit einem Molekulargewicht von 400 - 8'000 Dalton, sowie sogenannte "EO-endcapped" (ethylene oxide-endcapped) Polyoxypropylendiole oder -triole. Letztere sind spezielle Polyoxypropylenpolyoxyethylenpolyole, die beispielsweise dadurch erhalten werden, dass reine Polyoxypropylenpolyole nach Abschluss der Polypropoxylierung mit Ethylenoxid alkoxyliert werden und dadurch primäre Hydroxylgruppen aufweisen.
  • Hydroxyterminierte Polybutadienpolyole, wie beispielsweise solche, die durch Polymerisation von 1,3-Butadien und Allylalkohol oder durch Oxidation von Polybutadien hergestellt werden, sowie deren Hydrierungsprodukte;
  • Styrol-Acrylnitril gepfropfte Polyetherpolyole, wie sie beispielsweise von Elastogran unter dem Namen Lupranol® geliefert werden;
  • Polyhydroxyterminierte Acrylnitril/Butadien-Copolymere, wie sie beispielsweise aus carboxylterminierten Acrylnitril/Butadien-Copolymeren (kommerziell erhältlich unter dem Namen Hycar® CTBN von Nanoresins AG, Deutschland) und Epoxiden oder Aminoalkoholen hergestellt werden können;
  • Polyesterpolyole, hergestellt beispielsweise aus zwei- bis dreiwertigen Alkoholen wie beispielsweise 1,2-Ethandiol, Diethylenglykol, 1,2-Propandiol, Dipropylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglykol, Glycerin, 1,1,1-Trimethylolpropan oder Mischungen der vorgenannten Alkohole mit organischen Dicarbonsäuren oder deren Anhydriden oder Estern wie beispielsweise Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Korksäure, Sebacinsäure, Dodecandicarbonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure und Hexahydrophthalsäure oder Mischungen der vorgenannten Säuren, sowie Polyesterpolyole aus Lactonen wie beispielsweise ε-Caprolacton;
  • Polycarbonatpolyole, wie sie durch Umsetzung beispielsweise der oben genannten - zum Aufbau der Polyesterpolyole eingesetzten - Alkohole mit Dialkylcarbonaten, Diarylcarbonaten oder Phosgen zugänglich sind.
Suitable polymers Q PM are polyols, for example the following commercially available polyols or any mixtures thereof:
  • Polyoxyalkylenpolyole, also called polyether polyols, which are the polymerization of ethylene oxide, 1,2-propylene oxide, 1,2- or 2,3-butylene oxide, tetrahydrofuran or mixtures thereof, optionally polymerized by means of a starter molecule having two or three active H atoms such For example, water or compounds having two or three OH groups. Both polyoxyalkylene polyols having a low level of unsaturation (measured according to ASTM D-2849-69 and expressed in milliequivalents of unsaturation per gram of polyol (mEq / g)) prepared, for example, with the aid of so-called double metal cyanide complex catalysts (in short DMC) can be used. Catalysts), as well as polyoxyalkylene polyols having a higher degree of unsaturation, prepared for example with the aid of anionic catalysts such as NaOH, KOH or alkali metal alkoxides. Particularly suitable are polyoxypropylene diols and triols having a degree of unsaturation lower than 0.02 meq / g and having a molecular weight in the range of 1000-30,000 daltons, polyoxybutylene diols and triols, polyoxypropylene diols and triols having a molecular weight of 400-8000 daltons. and so-called "EO-endcapped" (ethylene oxide-endcapped) polyoxypropylene diols or triols. The latter are special polyoxypropylene-polyoxyethylene polyols obtained, for example, by alkoxylating pure polyoxypropylene polyols with ethylene oxide after completion of the polypropoxylation and thereby having primary hydroxyl groups.
  • Hydroxy-terminated polybutadiene polyols, such as those prepared by polymerization of 1,3-butadiene and allyl alcohol or by oxidation of polybutadiene, and their hydrogenation products;
  • Styrene-acrylonitrile grafted polyether polyols, such as those supplied by Elastogran under the name Lupranol®;
  • Polyhydroxy-terminated acrylonitrile / butadiene copolymers, as can be prepared for example from carboxyl-terminated acrylonitrile / butadiene copolymers (commercially available under the name Hycar® CTBN from Nanoresins AG, Germany) and epoxides or amino alcohols;
  • Polyester polyols prepared, for example, from dihydric to trihydric alcohols, for example 1,2-ethanediol, diethylene glycol, 1,2-propanediol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, glycerol, 1,1,1-trimethylolpropane or mixtures of the abovementioned alcohols with organic dicarboxylic acids or their anhydrides or esters such as succinic, glutaric, adipic, suberic, sebacic, dodecanedicarboxylic, maleic, fumaric, phthalic, isophthalic, terephthalic and hexahydrophthalic or mixtures of the aforementioned acids , and polyester polyols from lactones such as ε-caprolactone;
  • Polycarbonate polyols, as they are accessible by reacting, for example, the abovementioned alcohols used to form the polyesterpolyols with dialkyl carbonates, diaryl carbonates or phosgene.

Vorteilhaft sind die Polymere QPM di- oder höherfunktioneller Polyole mit OH-Equivalentsgewichten von 300 bis 6'000 g/OH-Equivalent, insbesondere von 600 bis 4000 g/OH-Equivalent, vorzugsweise 700 - 2200 g/OH-Equivalent. Weiterhin vorteilhaft sind die Polyole ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyethylenglycolen, Polypropylenglycolen, Polyethylenglycol-Polypropylenglycol-Block-Co-polymeren, Polybutylenglycolen, hydroxylterminierten Polybutadienen, hydroxylterminierten Butadien/Acrylnitril-Copolymeren, hydroxylterminierten synthetischen Kautschuken, deren Hydrierungsprodukten und Gemischen dieser genannten Polyole.
Im Weiteren können als Polymere QPM auch di- oder höherfunktionelle aminoterminierte Polyethylenether, Polypropylenether, wie sie zum Beispiel unter dem Namen Jeffamine® von Huntsman vertrieben werden, Polybutylenether, Polybutadiene, Butadien/Acrylnitril-Copolymere, wie sie zum Beispiel die unter dem Namen Hycar® ATBN von Nanoresins AG, Deutschland vertrieben werden, sowie weitere aminoterminierte synthetische Kautschuke oder Gemische der genannte Komponenten verwendet werden.
Für gewisse Anwendungen sind als Polymere QPM insbesondere Hydroxyl-Gruppen aufweisende Polybutadiene oder Polyisoprene oder deren partiell oder vollständig hydrierte Reaktionsprodukte geeignet.
Advantageously, the polymers Q PM di- or higher functional polyols having OH Equivalentsgewichten of 300 to 6,000 g / OH equivalent, in particular from 600 to 4000 g / OH equivalent, preferably 700 - 2200 g / OH equivalent. Also advantageous are the polyols selected from the group consisting of polyethylene glycols, polypropylene glycols, polyethylene glycol-polypropylene glycol block co-polymers, polybutylene glycols, hydroxyl-terminated polybutadienes, hydroxyl-terminated butadiene / acrylonitrile copolymers, hydroxyl-terminated synthetic rubbers, their hydrogenation products and mixtures of these polyols.
Furthermore, as polymers Q PM , di- or higher-functional amino-terminated polyethylene ethers, polypropylene ethers, such as those sold under the name Jeffamine® by Huntsman, polybutylene ethers, polybutadienes, butadiene / acrylonitrile copolymers, such as those described under the name Hycar ATBN from Nanoresins AG, Germany, as well as other amino-terminated synthetic rubbers or mixtures of said components.
For certain applications, suitable polymers Q PM are in particular hydroxyl-containing polybutadienes or polyisoprenes or their partially or completely hydrogenated reaction products.

Es ist weiterhin möglich, dass die Polymere QPM auch kettenverlängert sein können, wie es in dem Fachmann bekannter Art und Weise durch die Reaktion von Polyaminen, Polyolen und Polyisocyanaten, insbesondere von Diaminen, Diolen und Diisocyanaten, durchgeführt werden kann.
Am Beispiel eines Diisocyanates und eines Diols bildet sich daraus, wie im Folgenden gezeigt, je nach gewählter Stöchiometrie eine Spezies der Formel (VI) oder (VII)

Figure imgb0022
Die Reste Y1 und Y2 stellen einen divalenten organischen Rest dar und die Indizes u und v variieren je nach Stöchiometrieverhältnis von 1 bis typischerweise 5.
Diese Spezies der Formel (VI) oder (VII) können dann wiederum weiterreagiert werden. So kann beispielsweise aus der Spezies der Formel (VI) und einem Diol mit einem divalenten organischen Rest Y3 ein kettenverlängertes Polyurethanprepolymer PU1 der folgenden Formel gebildet werden:
Figure imgb0023
It is also possible that the polymers Q PM can also be chain-extended, as can be carried out in a manner known to the person skilled in the art by the reaction of polyamines, polyols and polyisocyanates, in particular of diamines, diols and diisocyanates.
Using the example of a diisocyanate and a diol, a species of the formula (VI) or (VII) forms, as shown below, depending on the selected stoichiometry.
Figure imgb0022
The radicals Y 1 and Y 2 represent a divalent organic radical and the indices u and v vary from 1 to typically 5, depending on the stoichiometric ratio.
These species of formula (VI) or (VII) can then in turn be further reacted. For example, from the species of formula (VI) and a diol having a divalent organic radical Y 3, a chain-extended polyurethane prepolymer PU1 of the following formula can be formed:
Figure imgb0023

Aus der Spezies der Formel (VII) und einem Diisocyanat mit einem divalenten organischen Rest Y4 kann ein kettenverlängertes Polyurethanprepolymer PU1 der folgenden Formel gebildet werden:

Figure imgb0024
From the species of formula (VII) and a diisocyanate having a divalent organic radical Y 4 , a chain-extended polyurethane prepolymer PU1 of the following formula can be formed:
Figure imgb0024

Die Indizes x und y variieren je nach Stöchiometrieverhältnis von 1 bis typischerweise 5, und sind insbesondere 1 oder 2.
Weiterhin kann auch die Spezies der Formel (VI) mit der Spezies der Formel (VII) umgesetzt werden, so dass ein NCO Gruppen aufweisendes kettenverlängertes Polyurethanprepolymer PU1 entsteht.
Für die Kettenverlängerung werden insbesondere Diole und/oder Diamine und Diisocyanate bevorzugt. Selbstverständlich ist dem Fachmann klar, dass auch höherfunktionelle Polyole, wie beispielsweise Trimethylolpropan oder Pentaerythrit, oder höherfunktionelle Polyisocyanate, wie Isocyanurate von Diisocyanaten, für die Kettenverlängerung verwendet werden können.
Bei den Polyurethanprepolymeren PU1 generell und bei den kettenverlängerten Polyurethanprepolymeren im Speziellen ist vorteilhaft darauf zu achten, dass die Prepolymere nicht zu hohe Viskositäten aufweisen, insbesondere wenn höher funktionelle Verbindungen für die Kettenverlängerung eingesetzt werden, denn dies kann deren Umsetzung zu den Polymeren der Formel (I) beziehungsweise die Applikation der Zusammensetzung erschweren.
The indices x and y vary from 1 to typically 5, depending on the stoichiometric ratio, and are in particular 1 or 2.
Furthermore, the species of the formula (VI) can also be reacted with the species of the formula (VII) to form a chain-extended polyurethane prepolymer PU1 having NCO groups.
For the chain extension, in particular diols and / or diamines and diisocyanates are preferred. Of course, it will be understood by those skilled in the art that higher functionality polyols, such as trimethylolpropane or pentaerythritol, or higher functionality polyisocyanates, such as isocyanurates of diisocyanates, can also be used for chain extension.
In the case of the polyurethane prepolymers PU1 in general and in the case of the chain-extended polyurethane prepolymers in particular, it must advantageously be ensured that the prepolymers do not have too high viscosities, in particular if higher functional compounds are used for the chain extension, since this can be converted into the polymers of the formula (I ) or make the application of the composition difficult.

Als Polymere QPM bevorzugt sind Polyole mit Molekulargewichten zwischen 600 und 6000 Dalton ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyethylenglykolen, Polypropylenglykolen, Polyethylenglykol-Polypropylenglykol-Blockpolymeren, Polybutylenglykolen, hydroxylterminierte Polybutadiene, hydroxylterminierte Butadien-Acrylnitril-Copolymere sowie deren Gemische.As polymers Q PM are preferred polyols having molecular weights between 600 and 6000 daltons selected from the group consisting of polyethylene glycols, polypropylene glycols, polyethylene glycol-polypropylene glycol block polymers, polybutylene glycols, hydroxyl-terminated polybutadienes, hydroxyl-terminated butadiene-acrylonitrile copolymers and mixtures thereof.

Als Polymere QPM sind insbesondere bevorzugt α,ω-Dihydroxypolyalkylenglykole mit C2-C6-Alkylengruppen oder mit gemischten C2-C6- Alkylengruppen, die mit Amino-, Thiol- oder, bevorzugt, Hydroxylgruppen terminiert sind. Besonders bevorzugt sind Polypropylenglykole oder Polybutylenglykole. Weiterhin besonders bevorzugt sind Hydroxylgruppen-terminierte Polyoxybutylene.As polymers Q PM , particular preference is given to α, ω-dihydroxypolyalkylene glycols having C 2 -C 6 -alkylene groups or having mixed C 2 -C 6 -alkylene groups, which are terminated with amino, thiol or, preferably, hydroxyl groups. Particularly preferred are polypropylene glycols or polybutylene glycols. Also particularly preferred are hydroxyl-terminated polyoxybutylenes.

Als Polyphenol QPP sind insbesondere geeignet Bis-, Tris- und Tetraphenole. Hierunter werden nicht nur reine Phenole, sondern gegebenenfalls auch substituierte Phenole verstanden. Die Art der Substitution kann sehr vielfältig sein. Insbesondere wird hierunter eine Substitution direkt am aromatischen Kern, an den die phenolische OH-Gruppe gebunden ist, verstanden. Unter Phenolen werden weiterhin nicht nur einkernige Aromaten, sondern auch mehrkernige oder kondensierte Aromaten oder Heteroaromaten verstanden, welche die phenolische OH-Gruppe direkt am Aromaten beziehungsweise Heteroaromaten aufweisen.
Durch die Art und Stellung eines solchen Substituenten wird unter anderem die für die Bildung des Polyurethanprepolymeren PU1 nötige Reaktion mit Isocyanaten beeinflusst.
Besonders eignen sich die Bis- und Trisphenole. Als Bisphenole oder Trisphenole sind beispielsweise geeignet 1,4-Dihydroxybenzol, 1,3-Dihydroxybenzol, 1,2-Dihydroxybenzol, 1,3-Dihydroxytoluol, 3,5-Dihydroxybenzoate, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan (=Bisphenol-A), Bis(4-hydroxyphenyl)methan (=Bisphenol-F), Bis(4-hydroxyphenyl)sulfon (=Bisphenol-S), Naphtoresorcin, Dihydroxynaphthalin, Dihydroxyanthrachinon, Dihydroxy-biphenyl, 3,3-bis(p-hydroxyphenyl)phthalide, 5,5-Bis(4-hydroxyphenyl)hexahydro-4,7-methanoindan, Phenolpthalein, Fluorescein, 4,4'-[bis-(hydroxyphenyl)-1,3-Phenylenebis-(1-Methyl-ethyliden)] (=Bisphenol-M), 4,4'-[bis-(hydroxyphenyl)-1,4-Phenylenebis-(1-Methyl-ethyliden)] (=Bisphenol-P), 2,2'-Diallyl-bisphenol-A, Diphenole und Dikresole hergestellt durch Umsetzung von Phenolen oder Kresolen mit Di-isopropylidenbenzol, Phloroglucin, Gallsäureester, Phenol-oder Kresolnovolacke mit -OH-Funktionalität von 2.0 bis 3.5 sowie alle Isomeren der vorgenannten Verbindungen.
Bevorzugte Diphenole und Dikresole hergestellt durch Umsetzung von Phenolen oder Kresolen mit Di-isopropylidenbenzol weisen eine chemische Strukturformel auf, wie sie entsprechend für Kresol als Bespiel nachfolgend gezeigt ist:

Figure imgb0025
As polyphenol Q PP are particularly suitable bis-, tris- and tetraphenols. These are understood to mean not only pure phenols, but optionally also substituted phenols. The type of substitution can be very diverse. In particular, this is understood to mean a substitution directly on the aromatic nucleus to which the phenolic OH group is bonded. Phenols are furthermore not only understood as mononuclear aromatics, but also as polynuclear or condensed aromatics or heteroaromatics which have the phenolic OH group directly on the aromatic or heteroaromatic compounds.
Due to the nature and position of such a substituent, among other things, the reaction necessary for the formation of the polyurethane prepolymer PU1 with isocyanates is influenced.
The bis- and trisphenols are particularly suitable. As bisphenols or trisphenols, for example, 1,4-dihydroxybenzene, 1,3-dihydroxybenzene, 1,2-dihydroxybenzene, 1,3-dihydroxytoluene, 3,5-dihydroxybenzoates, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane (= Bisphenol A), bis (4-hydroxyphenyl) methane (= bisphenol-F), bis (4-hydroxyphenyl) sulfone (= bisphenol-S), naphthororcinol, dihydroxynaphthalene, dihydroxyanthraquinone, dihydroxy-biphenyl, 3,3-bis (p -hydroxyphenyl) phthalide, 5,5-bis (4-hydroxyphenyl) hexahydro-4,7-methanoindane, Phenolphthalein, fluorescein, 4,4 '- [bis- (hydroxyphenyl) -1,3-phenylenebis- (1-methyl-ethylidene)] (= bisphenol-M), 4,4' - [bis (hydroxyphenyl) -1 , 4-phenylenebis (1-methyl-ethylidene)] (= bisphenol-P), 2,2'-diallyl-bisphenol-A, diphenols and dicresols prepared by reacting phenols or cresols with diisopropylidenbenzene, phloroglucinol, bile acid esters, Phenol or cresol novolaks with -OH functionality of 2.0 to 3.5 and all isomers of the aforementioned compounds.
Preferred diphenols and dicresols prepared by reacting phenols or cresols with di-isopropylidenbenzene have a chemical structural formula as shown below for cresol, for example:
Figure imgb0025

Besonders bevorzugt sind schwerflüchtige Bisphenole. Als meist bevorzugt gelten Bisphenol-M, Bisphenol-S und 2,2'-Diallyl-Bisphenol-A.
Bevorzugt weist das QPP 2 oder 3 phenolische Gruppen auf.
In einer ersten Ausführungsform wird das Polyurethanprepolymer PU1 aus mindestens einem Diisocyanat oder Triisocyanat sowie aus einem Polymeren QPM mit endständigen Amino-, Thiol- oder Hydroxylgruppen hergestellt. Die Herstellung des Polyurethanprepolymers PU1 erfolgt in einer dem Polyurethan-Fachmann bekannten Art und Weise, insbesondere, indem das Diisocyanat oder Triisocyanat in einem stöchiometrischen Überschuss in Bezug auf die Amino-, Thiol- oder Hydroxylgruppen des Polymeren QPM eingesetzt wird.
In einer zweiten Ausführungsform wird das Polyurethanprepolymer PU1 aus mindestens einem Diisocyanat oder Triisocyanat sowie aus einem, gegebenenfalls substituierten, Polyphenol QPP hergestellt. Die Herstellung des Polyurethanprepolymers PU1 erfolgt in einer dem Polyurethan-Fachmann bekannter Art und Weise, insbesondere indem das Diisocyanat oder Triisocyanat in einem stöchiometrischen Überschuss in Bezug auf die phenolischen Gruppen des Polyphenols QPP eingesetzt wird.
Particularly preferred are low-volatility bisphenols. Most preferred are bisphenol-M, bisphenol-S and 2,2'-diallyl-bisphenol-A.
Preferably, the Q PP has 2 or 3 phenolic groups.
In a first embodiment, the polyurethane prepolymer PU1 is prepared from at least one diisocyanate or triisocyanate and from a polymer Q PM with terminal amino, thiol or hydroxyl groups. The preparation of the polyurethane prepolymer PU1 is carried out in a manner known to the polyurethane expert, in particular by using the diisocyanate or triisocyanate in a stoichiometric excess with respect to the amino, thiol or hydroxyl groups of the polymer Q PM .
In a second embodiment, the polyurethane prepolymer PU1 is prepared from at least one diisocyanate or triisocyanate and from an optionally substituted polyphenol Q PP . The preparation of the polyurethane prepolymer PU1 takes place in a polyurethane specialist known manner, in particular by the diisocyanate or triisocyanate is used in a stoichiometric excess with respect to the phenolic groups of the polyphenol Q PP .

In einer dritten Ausführungsform wird das Polyurethanprepolymer PU1 aus mindestens einem Diisocyanat oder Triisocyanat sowie aus einem Polymeren QPM mit endständigen Amino-, Thiol- oder Hydroxylgruppen sowie aus einem, gegebenenfalls substituierten, Polyphenol QPP hergestellt. Zur Herstellung des Polyurethanprepolymers PU1 aus mindestens einem Diisocyanat oder Triisocyanat sowie aus einem Polymeren QPM mit endständigen Amino-, Thiol- oder Hydroxylgruppen und / oder aus einem, gegebenenfalls substituierten, Polyphenol QPP stehen unterschiedliche Möglichkeiten zur Verfügung.
In einem ersten Verfahren, "Eintopfverfahren" genannt, wird eine Mischung von mindestens einem Polyphenol QPP und mindestens einem Polymeren QPM mit mindestens einem Diisocyanat oder Triisocyanat in einem Isocyanatüberschuss umgesetzt.
In einem zweiten Verfahren, "2-Schrittverfahren I" genannt, wird mindestens ein Polyphenol QPP mit mindestens einem Diisocyanat oder Triisocyanat in einem Isocyanatüberschuss und anschliessend mit mindestens einem Polymeren QPM in Unterschuss umgesetzt.
Im dritten Verfahren schliesslich, "2-Schrittverfahren II" genannt, wird mindestens ein Polymer QPM mit mindestens einem Diisocyanat oder Triisocyanat in einem Isocyanatüberschuss und anschliessend mit mindestens einem Polyphenol QPP in Unterschuss umgesetzt.
Die drei Verfahren führen zu Isocyanat-terminierten Polyurethanprepolymeren PU1, die sich bei gleicher Zusammensetzung in der Sequenz ihrer Bausteine unterscheiden können. Es sind alle drei Verfahren geeignet, jedoch ist das "2-Schrittverfahren II" bevorzugt.
Werden die beschriebenen Isocyanat-endständigen Polyurethanprepolymeren PU1 aus difunktionellen Komponenten aufgebaut, zeigte sich, dass das Equivalenz-Verhältnis Polymer QPM /Polyphenol QPP bevorzugt grösser als 1.50 und das Equivalenz-Verhältnis Polyisocyanat/(Polyphenol QPP + Polymer QPM) bevorzugt grösser als 1.20 ist.
Wird die durchschnittliche Funktionalität der verwendeten Komponenten grösser als 2, so erfolgt eine raschere Molekulargewichtserhöhung als im rein difunktionellen Fall. Für den Fachmann ist klar, dass die Grenzen der möglichen Equivalenz-Verhältnisse stark davon abhängen, ob entweder das gewählte Polymer QPM , das Polyphenol QPP , das Polyisocyanat oder mehrere der genannten Komponenten eine Funktionalität >2 besitzen. Je nach dem können unterschiedliche Equivalenz-Verhältnisse eingestellt werden, deren Grenzen durch die Viskosität der resultierenden Polymere bestimmt wird und die experimentell von Fall zu Fall bestimmt werden müssen.
Das Polyurethanprepolymer PU1 weist bevorzugt elastischen Charakter auf und zeigt eine Glasumwandlungstemperatur Tg von kleiner als 0°C.
In a third embodiment, the polyurethane prepolymer PU1 is prepared from at least one diisocyanate or triisocyanate and from a polymer Q PM with terminal amino, thiol or hydroxyl groups and from an optionally substituted polyphenol Q PP . For the production of the polyurethane prepolymer PU1 from at least one diisocyanate or triisocyanate as well as from a polymer Q PM with terminal amino, thiol or hydroxyl groups and / or from an optionally substituted polyphenol Q PP different possibilities are available.
In a first process, called "one-pot process", a mixture of at least one polyphenol Q PP and at least one polymer Q PM is reacted with at least one diisocyanate or triisocyanate in an excess of isocyanate.
In a second process, called "2-step process I", at least one polyphenol Q PP is reacted with at least one diisocyanate or triisocyanate in an isocyanate excess and then with at least one polymer Q PM in excess.
Finally, in the third process, called "2-step process II", at least one polymer Q PM is reacted with at least one diisocyanate or triisocyanate in an isocyanate excess and subsequently with at least one polyphenol Q PP in a deficit.
The three methods lead to isocyanate-terminated polyurethane prepolymers PU1, which may differ in the sequence of their building blocks with the same composition. All three methods are suitable, but the "2-Step Method II" is preferred.
If the isocyanate-terminated polyurethane prepolymers PU1 described are built up from difunctional components, it was found that the equivalence ratio of polymer Q PM / polyphenol Q PP is preferably greater than 1.50 and the equivalence ratio polyisocyanate / (polyphenol Q PP + polymer Q PM ) is preferably greater than 1.20.
If the average functionality of the components used is greater than 2, the molecular weight increase is more rapid than in the purely difunctional case. It is clear to the person skilled in the art that the limits of the possible equivalence ratios strongly depend on whether either the selected polymer Q PM , the polyphenol Q PP , the polyisocyanate or several of the named components have a functionality> 2. Depending on the different equivalence ratios can be set, the limits of which is determined by the viscosity of the resulting polymers and must be determined experimentally from case to case.
The polyurethane prepolymer PU1 preferably has elastic character and exhibits a glass transition temperature Tg of less than 0 ° C.

Die hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung kann weiterhin ein Thixotropiermittel C auf Basis eines Harnstoffderivates enthalten. Das Harnstoffderivat ist insbesondere ein Umsetzungsprodukt eines aromatischen monomeren Diisocyanates mit einer aliphatischen Aminverbindung. Es ist auch durchaus möglich, mehrere unterschiedliche monomere Diisocyanate mit einer oder mehreren aliphatischen Aminverbindungen oder ein monomeres Diisocyanat mit mehreren aliphatischen Aminverbindungen umzusetzen. Als besonders vorteilhaft hat sich das Umsetzungsprodukt von 4,4'-Diphenylmethylen-diisocyanat (MDI) mit Butylamin erwiesen.
Das Harnstoffderivat ist vorzugsweise in einem Trägermaterial vorhanden. Das Trägermaterial kann ein Weichmacher, insbesondere ein Phthalat oder ein Adipat sein, vorzugsweise ein Diisodecylphthalat (DIDP) oder Dioctyladipat (DOA). Das Trägermittel kann auch ein nicht-diffundierendes Trägermittel sein. Dies ist bevorzugt, um möglichst eine geringe Migration nach Aushärtung von nicht regierten Bestandteilen zu gewährleisten. Bevorzugt sind als nicht-diffundierende Trägermittel blockierte Polyurethanprepolymere.
Die Herstellung von solchen bevorzugten Harnstoffderivaten und Trägermaterialien sind im Detail in der Patentanmeldung EP 1 152 019 A1 beschrieben. Das Trägermaterial ist vorteilhaft ein blockiertes Polyurethanprepolymer PU2, insbesondere erhalten durch Umsetzung eines trifunktionellen Polyetherpolyols mit IPDI und anschliessender Blockierung der endständigen Isocyanatgruppen mit ε-Caprolactam.
Vorteilhaft beträgt der Gesamtanteil des Thixotropiermittels C 0 - 40 Gewichts-%, vorzugsweise 5 - 25 % Gewichts-%, bezogen auf das Gewicht der gesamten Zusammensetzung. Das Verhältnis vom Gewicht des Harnstoffderivates zum Gewicht des allenfalls vorhandenen Trägermittels beträgt vorzugsweise 2 / 98 bis 50 / 50, insbesondere 5/95-25 /75.
The thermosetting epoxy resin composition may further contain a thixotropic agent C based on a urea derivative. In particular, the urea derivative is a reaction product of an aromatic monomeric diisocyanate with an aliphatic amine compound. It is also quite possible to react several different monomeric diisocyanates with one or more aliphatic amine compounds or a monomeric diisocyanate with several aliphatic amine compounds. The reaction product of 4,4'-diphenylmethylene diisocyanate (MDI) with butylamine has proved to be particularly advantageous.
The urea derivative is preferably present in a carrier material. The carrier material may be a plasticizer, in particular a phthalate or an adipate, preferably a diisodecyl phthalate (DIDP) or dioctyl adipate (DOA). The carrier may also be a non-diffusing carrier. This is preferred to ensure as little as possible migration after curing of unregulated components. Preferred non-diffusing carriers are blocked polyurethane prepolymers.
The preparation of such preferred urea derivatives and support materials are described in detail in the patent application EP 1 152 019 A1 described. The support material is advantageously a blocked polyurethane prepolymer PU2, in particular obtained by reacting a trifunctional polyether polyol with IPDI and subsequent blocking of the terminal isocyanate groups with ε-caprolactam.
Advantageously, the total amount of thixotropic agent C is 0-40% by weight, preferably 5-25% by weight, based on the weight of the total composition. The ratio of the weight of the urea derivative to the weight of the possibly present carrier is preferably 2/98 to 50/50, in particular 5 / 95-25 / 75.

Die hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung enthält vorzugsweise weiterhin einen Flüssigkautschuk D, welcher vorzugsweise ein carboxyl- oder epoxidterminiertes Polymer ist.
In einer ersten Ausführungsform ist dieser Flüssigkautschuk D ein carboxyl- oder epoxidterminiertes Acrylnitril/Butadien-Copolymer oder ein Derivat davon. Derartige Flüssigkautschuke sind beispielsweise unter dem unter dem Namen Hycar® CTBN und CTBNX und ETBN von Nanoresins AG, Deutschland kommerziell erhältlich. Als Derivate sind insbesondere Epoxidgruppen aufweisende Elastomer-modifizierte Prepolymere, wie sie unter der Produktelinie Polydis®, vorzugsweise aus der Produktelinie Polydis® 36.., von der Firma Struktol® (Schill+Seilacher Gruppe, Deutschland) oder unter der Produktelinie Albipox (Nanoresins, Deutschland) kommerziell vertrieben werden, geeignet.
Es ist dem Fachmann klar, dass natürlich auch Mischungen von Flüssigkautschuken verwendet werden können, insbesondere Mischungen von carboxyl- oder epoxidterminierten Acrylnitril/Butadien-Copolymeren oder von Derivaten davon.
The thermosetting epoxy resin composition preferably further contains a liquid rubber D, which is preferably a carboxyl- or epoxy-terminated polymer.
In a first embodiment, this liquid rubber D is a carboxyl- or epoxide-terminated acrylonitrile / butadiene copolymer or a derivative thereof. Such liquid rubbers are commercially available, for example, under the name Hycar® CTBN and CTBNX and ETBN from Nanoresins AG, Germany. The derivatives are in particular epoxy-containing elastomer-modified prepolymers, as under the product line Polydis®, preferably from the product line Polydis® 36 .., by the company Struktol® (Schill + Seilacher Group, Germany) or under the product line Albipox (Nanoresins, Germany) are commercially available suitable.
It is clear to the person skilled in the art that, of course, mixtures of liquid rubbers can also be used, in particular mixtures of carboxyl- or epoxide-terminated acrylonitrile / butadiene copolymers or of derivatives thereof.

In einer zweiten Ausführungsform ist dieser Flüssigkautschuk D ein Polyacrylatflüssigkautschuk, der mit flüssigen Epoxidharzen vollständig mischbar ist und sich erst beim Aushärten der Epoxidharzmatrix zu Mikrotröpfchen entmischt. Derartige Polyacrylatflüssigkautschuke sind beispielsweise unter der Bezeichnung 20208-XPA von Rohm und Haas erhältlich.In a second embodiment, this liquid rubber D is a polyacrylate liquid rubber which is completely miscible with liquid epoxy resins and does not become microdroplets until the epoxy resin matrix has cured unmixed. Such polyacrylate liquid rubbers are available, for example, under the designation 20208-XPA from Rohm and Haas.

In einer dritten Ausführungsform ist der Flüssigkautschuk D ein Flüssigkautschuk der Formel (II).

Figure imgb0026
wobei R3 für ein mit m" Isocyanatgruppen terminiertes linearen oder verzweigtes Polyurethanprepolymer PU1' nach dem Entfernen aller endständigen Isocyanatgruppen steht,
R4' für einen Rest eines eine primäre oder sekundäre Hydroxylgruppe enthaltenden aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Epoxids nach dem Entfernen der Hydroxyl- und Epoxidgruppen, steht, p' für die Werte 1, 2 oder 3 und m" für einen Wert von 2 bis 8 steht.
Die Möglichkeiten und Details für die Herstellung des Isocyanatgruppen terminiertes linearen oder verzweigten Polyurethanprepolymers PU1' entsprechen denjenigen, wie sie bereits für das Isocyanatgruppen terminierte lineare oder verzweigte Polyurethanprepolymer PU1 beschrieben wurden.
Die Möglichkeiten für R4', p' und m" entsprechen denjenigen von R4, p und m, wie sie für die Formel (I) resp. Formel (V) vorgängig bereits beschrieben wurden.In a third embodiment, the liquid rubber D is a liquid rubber of the formula (II).
Figure imgb0026
where R 3 is a linear or branched polyurethane prepolymer PU1 ' terminated with m "isocyanate groups after removal of all terminal isocyanate groups,
R 4 'is a radical of a primary or secondary hydroxyl-containing aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or araliphatic epoxide after removal of the hydroxyl and epoxide groups, p' is 1, 2 or 3 and m "is 2 to 8 stands.
The possibilities and details for the preparation of the isocyanate-terminated linear or branched polyurethane prepolymer PU1 ' correspond to those which have already been described for the isocyanate-terminated linear or branched polyurethane prepolymer PU1 .
The possibilities for R 4 ' , p' and m "correspond to those of R 4 , p and m, as already described above for the formula (I) or formula (V).

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung mindestens einen epoxidfunktionellen Flüssigkautschuk auf Basis eines Acrylnitril/Butadien-Copolymers und mindestens einen epoxidfunktionellen Flüssigkautschuk der Formel (II).In a preferred embodiment, the thermosetting epoxy resin composition contains at least one epoxide-functional liquid rubber based on an acrylonitrile / butadiene copolymer and at least one epoxide-functional liquid rubber of the formula (II).

Der Flüssigkautschuk D wird vorteilhaft in einer Menge von 1 - 45 Gew.-%, insbesondere 1 - 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, eingesetzt.The liquid rubber D is advantageously used in an amount of 1 to 45% by weight, in particular 1 to 25% by weight, based on the weight of the composition.

Die hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung enthält vorzugsweise weiterhin einen festen Zähigkeitsverbesserer E. Unter einem "Zähigkeitsverbesserer" wird hierbei und im Folgenden ein Zusatz zu einer Epoxidharzmatrix verstanden, der bereits bei geringen Zuschlägen von 0.1 - 15 Gew.-%, insbesondere von 0.5 - 8 Gew.-%, eine deutliche Zunahme der Zähigkeit bewirkt und somit in der Lage ist, höherer Biege-, Zug-, Schlag- oder Stossbeanspruchung aufzunehmen, bevor die Matrix einreisst oder bricht.
Der feste Zähigkeitsverbesserer E ist in einer ersten Ausführungsform ein organisches lonen-getauschtes Schichtmineral E1.
The heat-curing epoxy resin composition preferably also contains a solid toughener E. A "toughener" is understood here and hereinafter to be an additive to an epoxy resin matrix which is used even at low additions of 0.1-15% by weight, in particular 0.5-8% by weight. %, causes a significant increase in toughness and is thus able to absorb higher bending, tensile, impact or impact stress before the matrix breaks or breaks.
The solid toughener E in a first embodiment is an organic ion-exchanged layered mineral E1.

Das lonen-getauschte Schichtmineral E1 kann entweder ein Kationen-getauschtes Schichtmineral E1c oder ein Anionen-getauschtes Schichtmineral E1a sein.
Das Kationen-getauschte Schichtmineral E1c wird hierbei erhalten aus einem Schichtmineral E1', bei welchem zumindest ein Teil der Kationen durch organische Kationen ausgetauscht worden sind. Beispiele für derartige Kationen-getauschte Schichtmineralien E1c sind insbesondere diejenigen, welche in US 5,707,439 oder in US 6,197,849 erwähnt sind. Ebenso ist dort das Verfahren zur Herstellung dieser Kationen-getauschten Schichtminerale E1c beschrieben. Bevorzugt als Schichtmineral E1' ist ein Schichtsilikat. Insbesondere bevorzugt handelt es sich beim Schichtmineral E1' um ein Phyllosilikat, wie sie in US 6,197,849 Spalte 2, Zeile 38 bis Spalte 3, Zeile 5 beschrieben sind, insbesondere um einen Bentonit. Als besonders geeignet haben sich Schichtmineral E1' wie Kaolinit oder ein Montmorillionit oder ein Hectorit oder ein Illit gezeigt.
Zumindest ein Teil der Kationen des Schichtminerals E1' wird durch organische Kationen ersetzt. Beispiele für derartige Kationen sind n-Octylammonium, Trimethyldodecylammonium, Dimethyldodecylammonium oder Bis(hydroxyethyl)octadecylammonium oder ähnliche Derivate von Aminen, die aus natürlichen Fetten und Ölen gewonnen werden können; oder Guanidinium Kationen oder Amidiniumkationen; oder Kationen der N-substituierten Derivate von Pyrrolidin, Piperidin, Piperazin, Morpholin, Thiomorpholin; oder Kationen von 1,4-Diazobicyclo[2.2.2]octan (DABCO) und 1-Azobicyclo[2.2.2]octan; oder Kationen von N-substituierten Derivaten von Pyridin, Pyrrol, Imidazol, Oxazol, Pyrimidin, Chinolin, Isochinoilin, Pyrazin, Indol, Bezimidazol, Benzoxaziol, Thiazol Phenazin und 2,2'-Bipyridin. Weiterhin sind geeignet cyclische Amidiniumkationen, insbesondere solche, wie sie in US 6,197,849 in Spalte 3 Zeile 6 bis Spalte 4 Zeile 67 offenbart werden. Cyclische Ammoniumverbindungen zeichnen sich gegenüber linearen Ammoniumverbindungen durch eine erhöhte Thermostabilität aus, da der thermische Hoffmann - Abbau bei ihnen nicht auftreten kann.
Bevorzugte Kationen-getauschte Schichtminerale E1c sind dem Fachmann unter dem Term Organoclay oder Nanoclay bekannt und sind kommerziell zum Beispiel unter den Gruppennamen Tixogel® oder Nanofil® (Südchemie), Cloisite® (Southern Clay Products) oder Nanomer® (Nanocor Inc.) erhältlich.
The ion-exchanged layered mineral E1 may be either a cation-exchanged layered mineral E1c or an anion-exchanged layered mineral E1a .
The cation-exchanged layered mineral E1c is obtained from a layered mineral E1 ', in which at least some of the cations have been replaced by organic cations. Examples of such cation-exchanged layer minerals E1c are in particular those which are described in US Pat US 5,707,439 or in US 6,197,849 are mentioned. Likewise, the process for producing these cation-exchanged layer minerals E1c is described there. Preferred as layer mineral E1 ' is a layered silicate. The layer mineral E1 ' is particularly preferably a phyllosilicate, as described in US Pat US 6,197,849 Column 2, line 38 to column 3, line 5 are described, in particular a bentonite. Layer minerals E1 ' such as kaolinite or a montmorillonite or a hectorite or an illite have proven to be particularly suitable.
At least part of the cations of the layer mineral E1 'is replaced by organic cations. Examples of such cations are n-octylammonium, trimethyldodecylammonium, dimethyldodecylammonium or bis (hydroxyethyl) octadecylammonium or similar derivatives of amines which can be obtained from natural fats and oils; or guanidinium cations or amidinium cations; or cations of the N-substituted derivatives of pyrrolidine, piperidine, piperazine, morpholine, thiomorpholine; or cations of 1,4-diazobicyclo [2.2.2] octane (DABCO) and 1-azobicyclo [2.2.2] octane; or cations of N-substituted derivatives of pyridine, pyrrole, imidazole, oxazole, pyrimidine, quinoline, isoquinoline, pyrazine, indole, benzimidazole, benzoxazole, thiazole phenazine and 2,2'-bipyridine. Also suitable are cyclic amidinium cations, in particular those as described in US Pat US 6,197,849 in column 3, line 6 to column 4, line 67. Cyclic ammonium compounds are characterized by increased thermal stability compared to linear ammonium compounds, as the thermal Hoffmann degradation can not occur in them.
Preferred cation-exchanged layered minerals E1c are known to the person skilled in the art under the term Organoclay or Nanoclay and are commercially available, for example, under the group names Tixogel® or Nanofil® (Southern Chemistry), Cloisite® (Southern Clay Products) or Nanomer® (Nanocor Inc.).

Das Anionen-getauschte Schichtmineral E1a wird hierbei erhalten aus einem Schichtmineral E1", bei welchem zumindest ein Teil der Anionen durch organische Anionen ausgetauscht worden sind. Ein Beispiel für ein derartig Anionen-getauschtes Schichtmineral E1a ist ein Hydrotalcit E1", bei dem zumindest ein Teil der Carbonat-Anionen der Zwischenschichten durch organische Anionen ausgetauscht wurden. Ein weiteres Beispiel sind funktionalisierte Alumoxane wie z. B. in US Patent 6 322890 beschrieben.
Es ist durchaus auch möglich, dass die Zusammensetzung gleichzeitig ein Kationen-getauschtes Schichtmineral E1c und ein Anionen-getauschtes Schichtmineral E1a enthält.
The anion-exchanged layered mineral E1a is in this case obtained from a layered mineral E1 " in which at least some of the anions have been exchanged for organic anions An example of such an anion-exchanged layered mineral E1a is a hydrotalcite E1", in which at least one part the carbonate anions of the intermediate layers have been replaced by organic anions. Another example is functionalized alumoxanes such. In US Pat. No. 6,328,890 described.
It is quite possible that the composition simultaneously contains a cation-exchanged layered mineral E1c and an anion-exchanged layered mineral E1a .

Der feste Zähigkeitsverbesserer ist in einer zweiten Ausführungsform ein Blockcopolymer E2. Das Blockcopolymer E2 wird erhalten aus einer anionischen oder kontrollierten radikalischen Polymerisation von Methacrylsäureester mit mindestens einem weiteren eine olefinisch Doppelbindung aufweisenden Monomeren. Als eine olefinische Doppelbindung aufweisende Monomere sind insbesondere solche bevorzugt, bei denen die Doppelbindung unmittelbar mit einem Heteroatom oder mit mindestens einer weiteren Doppelbindung konjugiert ist. Insbesondere sind Monomere geeignet, welche ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Styrol, Butadien, Acrylnitril und Vinylacetat. Bevorzugt sind Acrylat-Styrol-Acrylsäure (ASA) Copolymere, erhältlich z.B. unter dem Namen GELOY 1020 von GE Plastics.
Besonders bevorzugte Blockcopolymere E2 sind Blockcopolymere aus Methacrylsäuremethylester, Styrol und Butadien. Derartige Blockcopolymere sind beispielsweise als Triblockcopolymere unter der Gruppenbezeichnung SBM bei Arkema erhältlich.
The solid toughener, in a second embodiment, is a block copolymer E2. The block copolymer E2 is obtained from an anionic or controlled radical polymerization of methacrylic acid ester with at least one further olefinic double bond having monomers. Preferred monomers having an olefinic double bond are those in which the double bond is conjugated directly with a heteroatom or with at least one further double bond. In particular, monomers are suitable which are selected from the group comprising styrene, butadiene, acrylonitrile and vinyl acetate. Preference is given to acrylate-styrene-acrylic acid (ASA) copolymers, obtainable, for example, under the name GELOY 1020 from GE Plastics.
Particularly preferred block copolymers E2 are block copolymers of methyl methacrylate, styrene and butadiene. Such block copolymers are available, for example, as triblock copolymers under the group name SBM from Arkema.

Der feste Zähigkeitsverbesserer E ist in einer dritten Ausführungsform ein Core-Shell Polymer E3. Core-Shell-Polymere bestehen aus einem elastischen Kernpolymer und einem starren Schalen-Polymer. Insbesondere geeignete Core-Shell-Polymere bestehen aus einem Kern (Core) aus elastischem Acrylat- oder Butadien-Polymer, den eine starre Schale (Shell) eines starren thermoplastischen Polymers umhüllt. Diese Core-Shell Struktur bildet sich entweder spontan durch Entmischen eines Blockcopolymeren oder ist durch die Polymerisationsführung als Latex oder Suspensionspolymerisation mit nachfolgender Pfropfung vorgegeben. Bevorzugte Core-Shell-Polymere sind sogenannte MBS Polymere, welche kommerziell unter dem Handelsnamen Clearstrength™ von Atofina, Paraloid™ von Rohm and Haas oder F-351™ von Zeon erhältlich sind.
Besonders bevorzugt sind Core-Shell Polymerpartikel, die bereits als getrockneter Polymerlatex vorliegen. Beispiele hierfür sind GENIOPERL M23A von Wacker mit Polysiloxankern und Acrylatschale, strahlungsvernetzte Kautschukpartikel der NEP Reihe, hergestellt von Eliokem oder Nanoprene von Lanxess oder Paraloid EXL von Rohm und Haas.
Weitere vergleichbare Beispiele für Core-Shell-Polymere werden unter dem Namen Albidur™ von Nanoresins AG, Deutschland, angeboten.
The solid toughener E in a third embodiment is a core-shell polymer E3. Core-shell polymers consist of an elastic core polymer and a rigid shell polymer. Particularly suitable core-shell polymers consist of a core (core) of elastic acrylate or butadiene polymer which wraps around a rigid shell of a rigid thermoplastic polymer. This core-shell structure is formed either spontaneously by demixing a block copolymer or is given by the polymerization as latex or suspension polymerization with subsequent grafting. Preferred core-shell polymers are so-called MBS polymers which are commercially available under the trade name Clearstrength ™ from Atofina, Paraloid ™ from Rohm and Haas or F-351 ™ from Zeon.
Particularly preferred are core-shell polymer particles which are already present as a dried polymer latex. Examples of these are GENIOPERL M23A from Wacker with polysiloxane core and acrylate shell, radiation-crosslinked rubber particles of the NEP series, manufactured by Eliokem or Nanoprene from Lanxess or Paraloid EXL from Rohm and Haas.
Further comparable examples of core-shell polymers are offered under the name Albidur ™ by Nanoresins AG, Germany.

Der feste Zähigkeitsverbesserer E ist in einer vierten Ausführungsform ein festes Umsetzungsprodukt E4 eines carboxylierten festen Nitrilkautschuks mit überschüssigem Epoxidharz.The solid toughener E in a fourth embodiment is a solid reaction product E4 of a carboxylated solid nitrile rubber with excess epoxy resin.

Als fester Zähigkeitsverbesserer E sind Core-Shell Polymere bevorzugt.As solid toughener E core-shell polymers are preferred.

Die hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung kann das feste Core-Shell Polymer E3 enthalten, insbesondere in einer Menge von 0.1 - 15 Gew.-%, vorzugsweise 1-8 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung.The thermosetting epoxy resin composition may contain the solid core-shell polymer E3 , in particular in an amount of 0.1-15% by weight, preferably 1-8% by weight, based on the weight of the composition.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Zusammensetzung zusätzlich mindestens einen Füllstoff F. Bevorzugt handelt es sich hierbei um Glimmer, Talk, Kaolin, Wollastonit, Feldspat, Syenith, Chlorit, Bentonit, Montmorillonit, Calciumcarbonat (gefällt oder gemahlen), Dolomit, Quarz, Kieselsäuren (pyrogen oder gefällt), Cristobalit, Calciumoxid, Aluminiumhydroxid, Magnesiumoxid, Keramikhohlkugeln, Glashohlkugeln, organische Hohlkugeln, Glaskugeln, Farbpigmente. Als Füllstoff F sind sowohl die organisch beschichteten als auch die unbeschichteten kommerziell erhältlichen und dem Fachmann bekannten Formen gemeint.
Vorteilhaft beträgt der Gesamtanteil des gesamten Füllstoffs F 3 - 50 Gewichts-%, vorzugsweise 5-35 Gewichts-%, insbesondere 5-25 Gewichts-%, bezogen auf das Gewicht der gesamten Zusammensetzung.
In a further preferred embodiment, the composition additionally contains at least one filler F. This is preferably mica, talc, kaolin, wollastonite, feldspar, syenite, chlorite, bentonite, montmorillonite, calcium carbonate (precipitated or ground), dolomite, quartz, silicic acids (pyrogenic or precipitated), cristobalite, calcium oxide, aluminum hydroxide, magnesium oxide, ceramic hollow spheres, glass hollow spheres, organic hollow spheres, glass spheres, color pigments. Filler F is meant to mean both the organic coated and the uncoated commercially available and known to those skilled forms.
Advantageously, the total content of the total filler F is 3-50% by weight, preferably 5-35% by weight, especially 5-25% by weight, based on the weight of the total composition.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Zusammensetzung ein physikalisches oder chemisches Treibmittel, wie es beispielsweise unter dem Handelsnamen Expancel™ der Firma Akzo Nobel oder Celogen™ der Firma Chemtura erhältlich ist. Der Anteil des Treibmittels beträgt vorteilhaft 0.1 - 3 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung.In another preferred embodiment, the composition contains a physical or chemical blowing agent, such as that available under the tradename Expancel ™ from Akzo Nobel or Celogen ™ from Chemtura. The proportion of blowing agent is advantageously 0.1 to 3 wt .-%, based on the weight of the composition.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Zusammensetzung zusätzlich mindestens einen Epoxidgruppen-tragenden Reaktivverdünner G. Bei diesen Reaktivverdünnern G handelt es sich insbesondere um:

  • Glycidylether von monofunktionellen gesättigten oder ungesättigten, verzweigten oder unverzweigten, zyklischen oder offenkettigen C4 - C30 Alkoholen, z.B. Butanolglycidylether, Hexanolglycidylether, 2-Ethylhexanolglycidylether, Allylglycidylether, Tetrahydrofurfuryl- und Furfurylglycidylether, Trimethoxysilylglycidylether etc.
  • Glycidylether von difunktionellen gesättigten oder ungesättigten, verzweigten oder unverzweigten, zyklischen oder offenkettigen C2 - C30 Alkolen, z.B Ethylenglykol-, Butandiol-, Hexandiol-, Oktandiolgylcidylether, Cyclohexandimethanoldigylcidylether, Neopentylglycoldiglycidylether etc.
  • Glycidylether von tri- oder polyfunktionellen, gesättigten oder ungesättigten, verzweigten oder unverzweigten, zyklischen oder offenkettigen Akoholen wie epoxidiertes Rhizinusöl, epoxidiertes Trimethylolpropan, epoxidiertes Pentaerythrol oder Polyglycidylether von aliphatischen Polyolen wie Sorbitol, Glycerin, Trimethylolpropan etc.
  • Glycidylether von Phenol- und Anilinverbindungen wie Phenylglycidylether, Kresylglycidylether, p-tert.-Butylphenylglycidylether, Nonylphenolglycidylether, 3-n-Pentadecenyl-glycidylether (aus Cashewnuss-Schalen-Öl), N,N-Diglycidylanilin etc.
  • Epoxidierte Amine wie N, N-Diglycidylcyclohexylamin etc.
  • Epoxidierte Mono- oder Dicarbonsäuren wie Neodecansäure-glycidylester, Methacrylsäureglycidylester, Benzoesäureglycidylester, Phthalsäure-, Tetra- und Hexahydrophthalsäurediglycidylester, Diglycidylester von dimeren Fettsäuren etc.
  • Epoxidierte di- oder trifunktionelle, nieder- bis hochmolekulare Polyetherpolyole wie Polyethylenglycol-diglycidylether, Polypropyleneglycol-diglycidylether etc.
In a further preferred embodiment, the composition additionally contains at least one epoxide group-carrying Reactive diluents G. These reactive diluents G are in particular:
  • Glycidyl ethers of monofunctional saturated or unsaturated, branched or unbranched, cyclic or open-chain C 4 -C 30 alcohols, for example butanol glycidyl ether, hexanol glycidyl ether, 2-ethylhexanol glycidyl ether, allyl glycidyl ether, tetrahydrofurfuryl and furfuryl glycidyl ether, trimethoxysilyl glycidyl ether etc.
  • Glycidyl ethers of difunctional saturated or unsaturated, branched or unbranched, cyclic or open-chain C 2 -C 30 -alcohols, for example ethylene glycol, butanediol, hexanediol, octanediol glycidyl ethers, cyclohexanedimethanol diglycidyl ethers, neopentylglycol diglycidyl ethers, etc.
  • Glycidyl ethers of trifunctional or polyfunctional, saturated or unsaturated, branched or unbranched, cyclic or open-chain alcohols such as epoxidized castor oil, epoxidized trimethylolpropane, epoxidized pentaerythrol or polyglycidyl ethers of aliphatic polyols such as sorbitol, glycerol, trimethylolpropane etc.
  • Glycidyl ethers of phenolic and aniline compounds such as phenyl glycidyl ether, cresyl glycidyl ether, p-tert-butylphenyl glycidyl ether, nonyl phenol glycidyl ether, 3-n-pentadecenyl glycidyl ether (from cashew nut shell oil), N, N-diglycidyl aniline, etc.
  • Epoxidized amines such as N, N-diglycidylcyclohexylamine etc.
  • Epoxidized mono- or dicarboxylic acids such as glycidyl neodecanoate, glycidyl methacrylate, glycidyl benzoate, diglycidyl phthalate, tetra- and hexahydrophthalate, diglycidyl esters of dimer fatty acids, etc.
  • Epoxidized di- or trifunctional, low to high molecular weight polyether polyols such as polyethylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether etc.

Besonders bevorzugt sind Hexandioldiglycidylether, Kresylglycidylether, p-tert.-Butylphenylglycidylether, Polypropylenglycoldiglycidylether und Polyethylenglycoldiglycidylether.Particularly preferred are hexanediol diglycidyl ethers, cresyl glycidyl ethers, p-tert-butylphenyl glycidyl ethers, polypropylene glycol diglycidyl ethers and polyethylene glycol diglycidyl ethers.

Vorteilhaft beträgt der Gesamtanteil des epoxidgruppentragenden Reaktivverdünners G 0.5 - 20 Gewichts-%, vorzugsweise 1 - 8 Gewichts-%, bezogen auf das Gewicht der gesamten Zusammensetzung.Advantageously, the total proportion of epoxide group-carrying reactive diluent G is 0.5-20% by weight, preferably 1-8% by weight, based on the weight of the total composition.

Die Zusammensetzung kann weitere Bestandteile, insbesondere Katalysatoren, Hitze- und/oder Lichtstabilisatoren, Thixotropiermittel, Weichmacher, Lösungsmittel, mineralische oder organische Füllstoffe, Treibmittel, Farbstoffe und Pigmente, umfassen.The composition may comprise other ingredients, especially catalysts, heat and / or light stabilizers, thixotropic agents, plasticizers, solvents, mineral or organic fillers, blowing agents, dyes and pigments.

Es hat sich gezeigt, dass sich die erfindungsgemässen hitzehärtenden Epoxidharzzusammensetzungen besonders als einkomponentige Klebstoffe eignen. Somit betrifft die Erfindung in einem weiteren Aspekt eine Verwendung der vorgängig beschriebenen hitzehärtenden Epoxidharzzusammensetzung als einkomponentigen hitzehärtenden Klebstoff. Ein derartiger einkomponentiger Klebstoff weist breite Einsatzmöglichkeiten auf. Insbesondere sind hiermit hitzehärtende einkomponentige Klebstoffe realisierbar, die sich durch eine hohe Schlagzähigkeit, sowohl bei höheren Temperaturen und vor allem bei tiefen Temperaturen, insbesondere zwischen 0°C bis -40°C auszeichnen. Solche Klebstoffe werden für das Verkleben von hitzestabilen Materialien benötigt. Unter hitzestabilen Materialien werden Materialien verstanden, welche bei einer Aushärtetemperatur von 100 - 220 °C, vorzugsweise 120 - 175°C zumindest während der Aushärtezeit formstabil sind. Insbesondere handelt es sich hierbei um Metalle und Kunststoffe wie ABS, Polyamid, Polyphenylenether, Verbundmaterialien wie SMC, ungesättigte Polyester GFK, Epoxid- oder Acrylatverbundwerkstoffe. Bevorzugt ist die Anwendung, bei der zumindest ein Material ein Metall ist. Als besonders bevorzugte Verwendung gilt das Verkleben von gleichen oder verschiedenen Metallen, insbesondere im Rohbau in der Automobilindustrie. Die bevorzugten Metalle sind vor allem Stahl, insbesondere elektrolytisch verzinkter, feuerverzinkter, beölter Stahl, Bonazinkbeschichteter Stahl, und nachträglich phosphatierter Stahl, sowie Aluminium insbesondere in den im Autobau typischerweise vorkommenden Varianten.It has been found that the novel thermosetting epoxy resin compositions are particularly suitable as one-component adhesives. Thus, in a further aspect, the invention relates to a use of the above-described thermosetting epoxy resin composition as a one-component thermosetting adhesive. Such a one-component adhesive has a wide range of uses. In particular, this thermosetting one-component adhesives are feasible, which are characterized by high impact strength, both at higher temperatures and especially at low temperatures, in particular between 0 ° C to -40 ° C. Such adhesives are needed for bonding heat stable materials. Heat-stable materials are materials which are dimensionally stable at a curing temperature of 100-220 ° C., preferably 120-175 ° C., at least during the curing time. In particular, these are metals and plastics such as ABS, polyamide, polyphenylene ethers, composite materials such as SMC, unsaturated polyester GRP, epoxy or acrylate composites. Preferred is the application in which at least one material is a metal. Particularly preferred use is the bonding of the same or different metals, especially in the shell in the automotive industry. The preferred metals are, above all, steel, in particular electrolytically galvanized, hot-dip galvanized, oiled steel, Bonazink-coated steel, and subsequently phosphated steel, as well as aluminum, in particular in the variants typically occurring in the automobile industry.

Mit einem Klebstoff basierend auf einer erfindungsgemässen hitzehärtenden Zusammensetzung ist es möglich, die gewünschte Kombination von hoher Crashfestigkeit sowohl hoher als auch tiefer Einsatztemperatur zu erreichen. Zusätzlich hierzu weist die Zusammensetzung hohe mechanische Werte auf. Insbesondere hat sich gezeigt, dass Glasübergangstemperaturen von über 95°C, insbesondere von 100°C oder höher, erreicht werden können, was insbesondere wichtig ist für Anwendungen mit hohen Arbeitstemperaturen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum Verkleben von hitzestabilen Materialien, bei welchem diese Materialien mit einer vorgängig beschriebenen Epoxidharzzusammensetzung kontaktiert werden und welches einen oder mehrere Schritte des Aushärtens bei einer Temperatur von 100 - 220 °C, vorzugsweise 120 - 175°C umfasst. Ein derartiger Klebstoff wird insbesondere zuerst mit den zu verklebenden Materialien bei einer Temperatur von zwischen 10° C und 80°C, insbesondere zwischen 10°C und 60°C, kontaktiert und später ausgehärtet bei einer Temperatur von typischerweise 100 - 220 °C, vorzugsweise 120 - 175°C. Es ist besonders wichtig, dass die Aushärtung bereits auch bei relativ tiefen Temperaturen erfolgen kann, das heisst bei Temperaturen zwischen 120 und 160°C. Dies ist unter energietechnischen und materialtechnischen Aspekten besonders vorteilhaft.
With an adhesive based on a heat-curing composition according to the invention, it is possible to achieve the desired combination of high crash resistance both high and low operating temperature. In addition, the composition has high mechanical values. In particular, it has been found that glass transition temperatures of over 95 ° C, in particular of 100 ° C or higher, can be achieved, which is particularly important for applications with high operating temperatures.
A further aspect of the invention thus relates to a method for bonding heat-stable materials, in which these materials are contacted with a previously described epoxy resin composition and which comprises one or more curing steps at a temperature of 100-220 ° C., preferably 120-175 ° C. includes. Such an adhesive is in particular first contacted with the materials to be bonded at a temperature of between 10 ° C and 80 ° C, in particular between 10 ° C and 60 ° C, and later cured at a temperature of typically 100-220 ° C, preferably 120 - 175 ° C. It is particularly important that the curing can take place even at relatively low temperatures, ie at temperatures between 120 and 160 ° C. This is particularly advantageous under energy technology and material technology aspects.

Aus einem derartigen Verfahren zum Verkleben von hitzestabilen Materialien resultiert ein verklebter Artikel, was einen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellt. Ein derartiger Artikel ist vorzugsweise ein Fahrzeug oder ein Anbauteil eines Fahrzeugs.
Selbstverständlich können mit einer erfindungsgemässen Zusammensetzung neben hitzehärtenden Klebstoffen auch Dichtmassen oder Beschichtungen realisiert werden. Ferner eignen sich die erfindungsgemässen Zusammensetzungen nicht nur für den Automobilbau sondern auch für andere Anwendungsgebiete. Besonders zu erwähnen sind verwandte Anwendungen im Transportmittelbau wie Schiffe, Lastwagen, Busse oder Schienenfahrzeuge oder im Bau von Gebrauchsgütern wie beispielsweise Waschmaschinen.
From such a method for bonding heat-stable materials results in a bonded article, which is another aspect of the present invention. Such an article is preferably a vehicle or an attachment of a vehicle.
Of course, in addition to heat-curing adhesives, sealants or coatings can also be realized with a composition according to the invention. Furthermore, the novel compositions are not only suitable for the automotive industry but also for other applications. Particularly noteworthy are related applications in transport engineering such as ships, trucks, buses or rail vehicles or in the construction of consumer goods such as washing machines.

Die mittels einer erfindungsgemässen Zusammensetzung verklebten Materialien kommen bei Temperaturen zwischen typischerweise 120°C und -40°C, vorzugsweise zwischen 100°C und -40°C, insbesondere zwischen 80°C und -40°C zum Einsatz.The materials bonded by means of a composition according to the invention are used at temperatures between typically 120 ° C. and -40 ° C., preferably between 100 ° C. and -40 ° C., in particular between 80 ° C. and -40 ° C.

Es wurde gefunden, dass das endständig blockierte Polyurethanprepolymer der Formel (I) in hervorragender Art und Weise als Schlagzähigkeitsmodifikator, das heisst als Mittel zur Verbesserung der Schlagzähigkeit, insbesondere in Epoxidharzen, verwendet werden kann.It has been found that the terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (I) can be used in an outstanding manner as an impact modifier, that is to say as an agent for improving the impact resistance, in particular in epoxy resins.

Es lassen sich Zusammensetzungen formulieren, welche typischerweise Bruchenergien, gemessen nach ISO 11343, von mehr als 15.0 J bei 23°C und mehr als 7.0 J bei -30°C aufweisen. Es lassen sich zuweilen Zusammensetzungen formulieren, welche Bruchenergien von mehr als 17.5 J bei 23°C und von mehr als 12.0 J bei -30°C aufweisen. Besonders vorteilhafte Zusammensetzungen weisen gar Bruchenergien von mehr als 18.0 J bei 23°C und von mehr als 12.0 J bei -30°C auf.Compositions can be formulated which typically have fracture energies, measured to ISO 11343, of greater than 15.0 J at 23 ° C and greater than 7.0 J at -30 ° C. It is sometimes possible to formulate compositions having fracture energies greater than 17.5 J at 23 ° C and greater than 12.0 J at -30 ° C. Particularly advantageous compositions have even fracture energies of more than 18.0 J at 23 ° C and more than 12.0 J at -30 ° C.

Eine besonders bevorzugte Anwendung der erfindungsgemässen hitzehärtenden Epoxidharzzusammensetzung ist die Anwendung als hitzehärtender Rohbauklebstoff im Fahrzeugbau.A particularly preferred application of the inventive thermosetting epoxy resin composition is the application as a thermosetting structural adhesive in vehicle construction.

BeispieleExamples

Im Folgenden sollen einige Beispiele aufgezeigt werden, welche die Erfindung weiter veranschaulichen, den Umfang der Erfindung aber in keiner Weise beschränken sollen. Die in den Beispielen verwendeten Rohstoffe sind in Tabelle 1 aufgelistet. Tabelle 1. Eingesetzte Rohstoffe. Verwendete Rohstoffe Lieferant D.E.R. 330 (Bisphenol-A-diglycidylether = "DGEBA") Dow D.E.R. 671 ("Typ-1" Festharz) (EP-Equivalentgewicht 475-550g/eq) Dow Albipox XP 23/0277 ("Albipox") Nanoresins Polypox R7 (tert-Butylphenyl-glycidylether) UPPC Dicyandiamid Degussa Poly-THF 2000 (Difunktionelles Polybutylenglykol) BASF (OH-Equivalentgewicht = ca. 1000 g/OH-Equivalent) Poly-THF 1800 (Difunktionelles Polybutylenglykol) BASF (OH-Equivalentgewicht = ca. 900 g/OH-Equivalent) Liquiflex H (Hydroxylterminertes Polybutadien) Krahn (OH-Equivalentgewicht = ca. 1230 g/OH-Equivalent) Caradol ED56-10 (Difunktionelles Polypropylenglykol) Shell (OH-Equivalentgewicht = ca. 1000 g/OH-Equivalent) Isophoron-diisocyanat (=IPDI) Degussa-Hüls 2-Benzoxazolinon Sigma-Aldrich ε-Caprolactam EMS Chemie Cardolite NC-700 (Cardanol, meta-substituiertes Alkenyl-mono-Phenol) Cardolite 2,2'-Diallyl-bisphenol-A Sigma-Aldrich F-351™ (Core-Shell Polymer) Zeon In the following, some examples will be shown, which further illustrate the invention, but are not intended to limit the scope of the invention in any way. The raw materials used in the examples are listed in Table 1. Table 1. Raw materials used. Used raw materials supplier DER 330 (bisphenol A diglycidyl ether = "DGEBA") Dow DER 671 ("Type 1" solid resin) (EP equivalent weight 475-550g / eq) Dow Albipox XP 23/0277 ("Albipox") Nanoresins Polypox R7 (tert-butylphenyl glycidyl ether) UPPC dicyandiamide Degussa Poly-THF 2000 (difunctional polybutylene glycol) BASF (OH equivalent weight = approx. 1000 g / OH equivalent) Poly-THF 1800 (Difunctional polybutylene glycol) BASF (OH equivalent weight = approx. 900 g / OH equivalent) Liquiflex H (hydroxyl terminated polybutadiene) Krahn (OH equivalent weight = approx. 1230 g / OH equivalent) Caradol ED56-10 (Difunctional Polypropylene Glycol) Shell (OH equivalent weight = approx. 1000 g / OH equivalent) Isophorone diisocyanate (= IPDI) Degussa-Huls 2-Benzoxazolinone Sigma-Aldrich ε-caprolactam EMS chemistry Cardolite NC-700 (Cardanol, meta-substituted alkenyl-mono-phenol) Cardolite® 2,2'-diallyl Bisphenol A Sigma-Aldrich F-351 ™ (Core-Shell Polymer) Zeon

Beispielhafte Herstellung eines monohydroxylhaltigen Epoxides MHE Exemplary preparation of a monohydroxyl-containing epoxide MHE

Trimethylolpropanglycidylether wurde gemäss dem Verfahren in Patent US 5,668,227 , Beispiel 1, aus Trimethylolpropan und Epichlorhydrin mit Tetramethylammoniumchlorid und Natronlauge hergestellt. Man erhält ein gelbliches Produkt mit einer Epoxidzahl von 7.5 eq/kg und einem Hydroxylgruppengehalt von 1.8 eq/kg. Aus dem HPLC-MS Spektrum kann geschlossen werden, dass im Wesentlichen ein Gemisch von Trimethylolpropandiglycidylether und Trimethylolpropantriglycidylether vorliegt. Dieses Produkt wurde als MHE eingesetzt.Trimethylolpropane glycidyl ether was prepared according to the method in patent US 5,668,227 , Example 1, prepared from trimethylolpropane and epichlorohydrin with tetramethylammonium chloride and sodium hydroxide. A yellowish product having an epoxide number of 7.5 eq / kg and a hydroxyl group content of 1.8 eq / kg is obtained. It can be concluded from the HPLC-MS spectrum that essentially a mixture of trimethylolpropane diglycidyl ether and trimethylolpropane triglycidyl ether is present. This product was used as MHE .

Beispiele der Herstellung von endständig blockierten Polyurethanprepolymeren der Formel (I)Examples of the preparation of terminally blocked polyurethane prepolymers of the formula (I) Polyurethanprepolymer PU1-1 Polyurethane prepolymer PU1-1

150 g Poly-THF 2000 (OH-Zahl 57 mg/g KOH) und 150 Liquiflex H (OH-Zahl 46 mg/g KOH) wurden 30 Minuten unter Vakuum bei 105°C getrocknet. Nachdem die Temperatur auf 90°C reduziert worden war, wurden 64.0 g IPDI und 0.13 g Dibutylzinndilaurat zugegeben. Die Reaktion wurde unter Vakuum bei 90°C bis zur Konstanz des NCO-Gehaltes bei 3.30% nach 2.5 h geführt (berechneter NCO-Gehalt: 3.38%).150 g of poly-THF 2000 (OH number 57 mg / g KOH) and 150 Liquiflex H (OH number 46 mg / g KOH) were dried under vacuum at 105 ° C for 30 minutes. After the temperature was reduced to 90 ° C, 64.0 g of IPDI and 0.13 g of dibutyltin dilaurate were added. The reaction was carried out under reduced pressure at 90 ° C. until the NCO content remained constant at 3.30% after 2.5 h (calculated NCO content: 3.38%).

Polyurethanprepolymer PU1-2 Polyurethane prepolymer PU1-2

300 g Poly-THF 2000 (OH-Zahl 57 mg/g KOH) wurden 30 Minuten unter Vakuum bei 105°C getrocknet. Nachdem die Temperatur auf 90°C reduziert worden war, wurden 70.7 g IPDI und 0.13 g Dibutylzinndilaurat zugegeben. Die Reaktion wurde unter Vakuum bei 90°C bis zur Konstanz des NCO-Gehaltes bei 3.50% nach 2.5 h geführt (berechneter NCO-Gehalt: 3.67%).300 g poly-THF 2000 (OH number 57 mg / g KOH) were dried under vacuum at 105 ° C for 30 minutes. After the temperature was reduced to 90 ° C, 70.7 g of IPDI and 0.13 g of dibutyltin dilaurate were added. The reaction was carried out under vacuum at 90 ° C. until the NCO content remained constant at 3.50% after 2.5 h (calculated NCO content: 3.67%).

Polyurethanprepolymer PU1-3 (vorverlängert)Polyurethane prepolymer PU1-3 (pre-extended)

Zu 370.7g des Polyurethanprepolymer PU1-2 wurden 22.9 g 2,2'-Diallylbisphenol-A als Vorverlängerungsmittel gegeben. Es wurde 3h bei 90°C unter Vakuum bis zur Konstanz des NCO-Gehaltes bei 1.70% (berechneter NCO-Gehalt: 1.87%) gerührt.To 370.7 g of polyurethane prepolymer PU1-2 was added 22.9 g of 2,2'-diallylbisphenol-A as a pre-extender. The mixture was stirred at 90 ° C. for 3 h under vacuum until the NCO content remained constant at 1.70% (calculated NCO content: 1.87%).

BlockPrep-1BlockPrep-1

Zu 364.0g des Polyurethanprepolymer PU1-1 wurden 46.4 g 2-Benzoxazolinon als Blockierungsmittel zugegeben. Es wurde bei 105°C unter Vakuum weitergerührt, bis der NCO-Gehalt nach 3.5h unter 0.1 % gesunken war.To 364.0 g of polyurethane prepolymer PU1-1 was added 46.4 g of 2-benzoxazolinone as a blocking agent. It was further stirred at 105 ° C under vacuum until the NCO content had dropped below 0.1% after 3.5 h.

BlockPrep-2BlockPrep-2

Zu 370.7g des Polyurethanprepolymer PU1-2 wurden 50.1 g 2-Benzoxazolinon als Blockierungsmittel gegeben. Es wurde bei 105°C unter Vakuum weitergerührt, bis der NCO-Gehalt nach 3.5h unter 0.1 % gesunken war.To 370.7 g of polyurethane prepolymer PU1-2 was added 50.1 g of 2-benzoxazolinone as a blocking agent. It was further stirred at 105 ° C under vacuum until the NCO content had dropped below 0.1% after 3.5 h.

BlockPrep-3BlockPrep-3

Zu 393.6 g des Polyurethanprepolymer PU1-3 wurden 25.8 g 2-Benzoxazolinon als Blockierungsmittel zugegeben. Es wurde bei 105°C unter Vakuum weitergerührt, bis der NCO-Gehalt nach 3.5h unter 0.1 % gesunken war.To 393.6 g of polyurethane prepolymer PU1-3 was added 25.8 g of 2-benzoxazolinone as a blocking agent. It was further stirred at 105 ° C under vacuum until the NCO content had dropped below 0.1% after 3.5 h.

BlockPrep-R1BlockPrep-R1

Zu 364.0g des Polyurethanprepolymer PU1-1 wurden 38.8 g ε-Caprolactam als Blockierungsmittel zugegeben. Es wurde bei 105°C unter Vakuum weitergerührt, bis der NCO-Gehalt nach 3.5h unter 0.1 % gesunken war.To 364.0 g of the polyurethane prepolymer PU1-1 38.8 g of ε-caprolactam were added as a blocking agent. It was further stirred at 105 ° C under vacuum until the NCO content had dropped below 0.1% after 3.5 h.

BlockPre-R2BlockPre-R2

Zu 364.0g des Polyurethanprepolymer PU1-1 wurden 103.0 g Cardolite NC-700 als Blockierungsmittel zugegeben. Es wurde bei 105°C unter Vakuum weitergerührt, bis der NCO-Gehalt nach 3.5h unter 0.1 % gesunken war.To 364.0 g of polyurethane prepolymer PU1-1 was added 103.0 g of Cardolite NC-700 as a blocking agent. It was further stirred at 105 ° C under vacuum until the NCO content had dropped below 0.1% after 3.5 h.

BlockPrep-R3BlockPrep-R3

Zu 370.7g des Polyurethanprepolymer PU1-2 wurden 114.3 g 2,2'-Diallylbisphenol-A als Blockierungsmittel gegeben. Es wurde bei 105°C unter Vakuum weitergerührt, bis der NCO-Gehalt nach 3.5h unter 0.1 % gesunken war.To 370.7 g of polyurethane prepolymer PU1-2 was added 114.3 g of 2,2'-diallylbisphenol-A as a blocking agent. It was further stirred at 105 ° C under vacuum until the NCO content had dropped below 0.1% after 3.5 h.

BlockPrep-R4BlockPrep-R4

Zu 370.7g des Polyurethanprepolymer PU1-2 wurden 41.9 g ε-Caprolactam als Blockierungsmittel gegeben. Es wurde bei 105°C unter Vakuum weitergerührt, bis der NCO-Gehalt nach 3.5h unter 0.1 % gesunken war.To 370.7 g of the polyurethane prepolymer PU1-2 were added 41.9 g of ε-caprolactam as a blocking agent. It was further stirred at 105 ° C under vacuum until the NCO content had dropped below 0.1% after 3.5 h.

BlockPrep-R5BlockPrep-R5

Zu 370.7g des Polyurethanprepolymer PU1-2 wurden 111.2 g Cardolite NC-700 als Blockierungsmittel gegeben. Es wurde bei 105°C unter Vakuum weitergerührt, bis der NCO-Gehalt nach 3.5h unter 0.1 % gesunken war.To 370.7 g of polyurethane prepolymer PU1-2 was added 111.2 g of Cardolite NC-700 as a blocking agent. It was further stirred at 105 ° C under vacuum until the NCO content had dropped below 0.1% after 3.5 h.

Beispiel der Herstellung eines Flüssigkautschuks auf Basis eines Epoxidgruppen-terminierten Polyurethanprepolymers der Formel (II) (EP1)Example of the preparation of a liquid rubber based on an epoxy group-terminated polyurethane prepolymer of the formula (II) ( EP1 )

160 g PolyTHF 1800 (OH-Zahl 62.3 m/g KOH), 110 g Liquiflex H (OH-Zahl 46 mg/g KOH) und 130 g Caradol ED 56-10 (OH-Zahl 56 mg/g KOH) wurden 30 Minuten unter Vakuum bei 105°C getrocknet. Nachdem die Temperatur auf 90°C reduziert worden war, wurden 92.5 g IPDI und 0.08 g Dibutylzinndilaurat zugegeben. Die Reaktion wurde unter Vakuum bei 90°C bis zur Konstanz des NCO-Gehaltes bei 3.60% nach 2.5 h geführt (berechneter NCO-Gehalt: 3.62%). Anschliessend wurden zu diesem Polyurethanprepolymer 257.8 g des oben beschriebenen MHE zugegeben und die Reaktion wurde bei 90°C unter Vakuum weitergeführt, bis kein NCO-Gehalt mehr messbar war.160 g of PolyTHF 1800 (OH number 62.3 m / g KOH), 110 g of Liquiflex H (OH number 46 mg / g KOH) and 130 g of Caradol ED 56-10 (OH number 56 mg / g KOH) were added 30 minutes dried under vacuum at 105 ° C. After the temperature was reduced to 90 ° C, 92.5 g of IPDI and 0.08 g of dibutyltin dilaurate were added. The reaction was carried out under reduced pressure at 90 ° C. until the NCO content remained constant at 3.60% after 2.5 h (calculated NCO content: 3.62%). Subsequently, to this polyurethane prepolymer 257.8 g of MHE described above were added and the reaction was continued at 90 ° C under vacuum until no more NCO content was measured.

Herstellung der ZusammensetzungenPreparation of the compositions

Es wurden gemäss Tabelle 2 die Referenzzusammensetzungen Ref.1 - Ref. 11 sowie die erfindungsgemässen Zusammensetzungen 1, 2 , 3 , 4 , 5, 6 und 7 hergestellt.
Die Menge an Dicyandiamid wurde jeweils angepasst an die Epoxidgruppen-Konzentration.
According to Table 2, the reference compositions Ref. 1 - Ref. 11 and the novel compositions 1, 2, 3, 4, 5, 6 and 7 were prepared.
The amount of dicyandiamide was adjusted in each case to the epoxide group concentration.

Prüfmethoden:Test Methods: Zugscherfestigkeit (ZSF) (DIN EN 1465)Tensile shear strength (ZSF) (DIN EN 1465)

Die Probekörper wurden aus den beschriebenen Zusammensetzungen und mit elektrolytisch verzinktem DC04 Stahl (eloZn) mit dem Mass 100 x 25 x 1.5 mm hergestellt, dabei betrug die Klebfläche 25 x 10 mm bei einer Schichtdicke von 0.3 mm. Gehärtet wurde 30 Min. bei 175°C. Die Zuggeschwindigkeit betrug 10 mm/min.The test specimens were made of the described compositions and electrolytically galvanized DC04 steel (eloZn) with the dimensions 100 x 25 x 1.5 mm produced, while the adhesive surface was 25 x 10 mm at a layer thickness of 0.3 mm. Hardened for 30 min. At 175 ° C. The pulling speed was 10 mm / min.

Zugfestigkeit (ZF) (DIN EN ISO 527)Tensile strength (ZF) (DIN EN ISO 527)

Eine Klebstoffprobe wurde zwischen zwei Teflonpapieren auf eine Schichtdicke von 2mm verpresst. Anschliessend wurde der Klebstoff während 30 Minuten bei 175°C gehärtet. Die Teflonpapiere wurden entfernt und die Probekörper nach DIN-Norm wurden im heissen Zustand ausgestanzt. Die Prüfkörper wurden nach 1 Tag Lagerung unter Normklima mit einer Zuggeschwindigkeit von 2 mm/min gemessen.
Die Zugfestigkeit wurde gemäss DIN EN ISO 527 bestimmt.
An adhesive sample was pressed between two Teflon papers to a layer thickness of 2 mm. Subsequently, the adhesive was cured for 30 minutes at 175 ° C. The Teflon papers were removed and the test specimens to DIN standard were punched out in the hot state. The specimens were measured after 1 day storage under standard conditions at a pulling speed of 2 mm / min.
The tensile strength was determined according to DIN EN ISO 527.

Schlagschälarbeit (ISO 11343)Percussion peeling (ISO 11343)

Die Probekörper wurden aus den beschriebenen Zusammensetzungen und mit elektrolytisch verzinktem DC04 Stahl (eloZn) mit dem Mass 90 x 20 x 0.8 mm hergestellt, dabei betrug die Klebfläche 20 x 30 mm bei einer Schichtdicke von 0.3 mm. Gehärtet wurde 30 Min. bei 175°C. Die Messung der Schlagschälarbeit erfolgte jeweils bei Raumtemperatur und bei minus 30°C. Die Schlaggeschwindigkeit betrug 2 m/s. Als Bruchenergie (BE) in Joule wird die Fläche unter der Messkurve (von 25% bis 90%, gemäss ISO 11343) angegeben.The test specimens were produced from the compositions described and with electrolytically galvanized DCO 4 steel (eloZn) with the dimensions 90 × 20 × 0.8 mm, the bond area being 20 × 30 mm and a layer thickness of 0.3 mm. Hardened for 30 min. At 175 ° C. The measurement of the Schlagschälarbeit was carried out in each case at room temperature and at -30 ° C. The impact velocity was 2 m / s. The fracture energy (BE) in joules is the area under the measurement curve (from 25% to 90%, according to ISO 11343).

Glasübergangstemperatur (TGlass transition temperature (T. gG ))

Die Glasübergangstemperatur wurde mittels DSC bestimmt. Es wurde hierfür ein Gerät Mettler DSC822e verwendet. 20 - 30 mg Klebstoffmuster wurden jeweils in einen Aluminiumtiegel eingewogen. Nachdem die Probe im DSC während 30 Min. bei 175°C gehärtet worden war, wurde die Probe auf minus 20°C abgekühlt und anschliessend mit einer Heizrate von 20°C/min bis 150°C aufgeheizt. Die Glasübergangstemperatur wurde mit Hilfe der DSC-Software aus der gemessenen DSC-Kurve bestimmt.The glass transition temperature was determined by DSC. A device Mettler DSC822 e was used for this purpose. 20-30 mg adhesive samples were each weighed into an aluminum crucible. After the sample had been cured in the DSC for 30 min. At 175 ° C, the sample was cooled to -20 ° C and then heated at a heating rate of 20 ° C / min to 150 ° C. The glass transition temperature was determined by DSC software from the measured DSC curve.

Die Ergebnisse dieser Prüfungen sind in Tabelle 2 zusammengestellt.

Figure imgb0027
Figure imgb0028
The results of these tests are summarized in Table 2.
Figure imgb0027
Figure imgb0028

Claims (33)

Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung enthaltend - mindestens ein Epoxidharz A mit durchschnittlich mehr als einer Epoxidgruppe pro Molekül; - mindestens einen Härter B für Epoxidharze, welcher durch erhöhte Temperatur aktiviert wird. - mindestens ein endständig blockiertes Polyurethanprepolymer der Formel (I)
Figure imgb0029
wobei R1 für ein mit m + m' Isocyanatgruppen terminiertes linearen oder verzweigtes Polyurethanprepolymer PU1 nach dem Entfernen aller endständigen Isocyanatgruppen steht;
Y1, Y2, Y3 und Y4 unabhängig voneinander für H, Halogen, NO2 Alkyl oder Alkoxy stehen;
und wobei R2 unabhängig voneinander für einen Substituenten steht, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
Figure imgb0030
wobei
R5, R6, R7 und R8 je unabhängig voneinander für eine Alkyl- oder Cycloalkyl- oder Aryl- oder Aralkyl- oder Arylalkyl-Gruppe steht
oder R5 zusammen mit R6, oder R7 zusammen mit R8, einen Teil eines 4- bis 7-gliedrigen Rings bilden, welcher allenfalls substituiert ist;
R9, R9' und R10 je unabhängig voneinander für eine Alkyl- oder Aralkyl- oder Aryl- oder Arylalkyl-Gruppe oder für eine Alkyloxy- oder Aryloxy- oder Aralkyloxy-Gruppe steht;
R11 für eine Alkylgruppe steht,
R12, R13 und R14 je unabhängig voneinander für eine Alkylengruppe mit 2 bis 5 C-Atomen, welche gegebenenfalls Doppelbindungen aufweist oder substituiert ist, oder für eine Phenylengruppe oder für eine hydrierte Phenylengruppe stehen;
R15, R16 und R17 je unabhängig voneinander für H oder für eine Alkylgruppe oder für eine Arylgruppe oder eine Aralkylgruppe stehen; und
R18 für eine Aralkylgruppe oder für eine ein- oder mehrkernige substituierte oder unsubstituierte Aromatengruppe steht, welche gegebenenfalls aromatische Hydroxylgruppen aufweist; oder für einen Rest der Formel
Figure imgb0031
steht,
wobei R4 unabhängig voneinander für einen Rest eines eine primäre oder sekundäre Hydroxylgruppe enthaltenden aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Epoxids nach dem Entfernen der Hydroxid- und Epoxidgruppen steht und p für einen Wert von 1, 2 oder 3 steht;
und wobei n für 0 oder 1 steht;
m für einen Wert von 1 bis 8 und m' für einen Wert von 0 bis 7 stehen, mit der Massgabe, dass m + m' für einen Wert von 2 bis 8 steht.
A thermosetting epoxy resin composition containing at least one epoxy resin A having on average more than one epoxide group per molecule; - At least one hardener B for epoxy resins, which is activated by elevated temperature. at least one terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (I)
Figure imgb0029
wherein R 1 stands for a m + m 'isocyanate-terminated linear or branched polyurethane prepolymer PU1 after removal of all terminal isocyanate groups;
Y 1 , Y 2 , Y 3 and Y 4 are independently H, halogen, NO 2 alkyl or alkoxy;
and wherein R 2 is independently a substituent selected from the group consisting of
Figure imgb0030
in which
R 5 , R 6 , R 7 and R 8 each independently represent an alkyl or cycloalkyl or aryl or aralkyl or arylalkyl group
or R 5 together with R 6 or R 7 together with R 8 form part of a 4- to 7-membered ring which is at most substituted;
R 9 , R 9 'and R 10 each independently represent an alkyl or aralkyl or aryl or arylalkyl group or an alkyloxy or aryloxy or aralkyloxy group;
R 11 is an alkyl group,
R 12 , R 13 and R 14 each independently represent an alkylene group having 2 to 5 C atoms, which optionally has double bonds or is substituted, or stand for a phenylene group or for a hydrogenated phenylene group;
R 15 , R 16 and R 17 each independently represent H or an alkyl group, or an aryl group or an aralkyl group; and
R 18 is an aralkyl group or a mono- or polynuclear substituted or unsubstituted aromatic group which optionally has aromatic hydroxyl groups; or for a remainder of the formula
Figure imgb0031
stands,
wherein R 4 is independently a radical of a primary or secondary hydroxyl group-containing aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or araliphatic epoxide after removal of the hydroxide and epoxide groups and p is 1, 2 or 3;
and wherein n is 0 or 1;
m is a value of 1 to 8 and m 'is a value of 0 to 7, with the proviso that m + m' is a value of 2 to 8.
Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Y1 = Y2 = Y3 = Y4 = H ist.A thermosetting epoxy resin composition according to claim 1, characterized in that Y 1 = Y 2 = Y 3 = Y 4 = H. Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass n = 0 ist.A thermosetting epoxy resin composition according to claim 1 or 2, characterized in that n = 0. Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass m' = 0 ist.A thermosetting epoxy resin composition according to any one of the preceding claims, characterized in that m '= 0. Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass R2 für einen Substituenten der Formel

         --- O-R18 steht.

A thermosetting epoxy resin composition according to any one of the preceding claims, characterized in that R 2 is a substituent of the formula

--- OR 18 stands.

Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass R2 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
Figure imgb0032
Figure imgb0033
Figure imgb0034
wobei Y für einen gesättigten oder olefinisch ungesättigten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, insbesondere mit 1 bis 15 C-Atomen, steht.
A thermosetting epoxy resin composition according to claim 5, characterized in that R 2 is selected from the group consisting of
Figure imgb0032
Figure imgb0033
Figure imgb0034
where Y is a saturated or olefinically unsaturated hydrocarbon radical having 1 to 20 C atoms, in particular having 1 to 15 C atoms.
Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass R2 für einen Substituenten der Formel
Figure imgb0035
steht, wobei R4 vorzugsweise ein dreiwertiger Rest der Formel
Figure imgb0036
ist, wobei R für Methyl oder H steht.
A thermosetting epoxy resin composition according to claim 5, characterized in that R 2 is a substituent of the formula
Figure imgb0035
wherein R 4 is preferably a trivalent radical of the formula
Figure imgb0036
is where R is methyl or H.
Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyurethanprepolymer PU1 hergestellt wird aus mindestens einem Diisocyanat oder Triisocyanat sowie
aus einem Polymeren QPM mit endständigen Amino-, Thiol- oder Hydroxylgruppen;
und/oder
aus einem, gegebenenfalls substituierten, Polyphenol QPP.
A thermosetting epoxy resin composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the polyurethane prepolymer PU1 is prepared from at least one diisocyanate or triisocyanate and
from a polymer Q PM with terminal amino, thiol or hydroxyl groups;
and or
from an optionally substituted polyphenol Q PP .
Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer QPM 2 oder 3 endständige Amino-, Thiol- oder Hydroxylgruppen aufweist.A thermosetting epoxy resin composition according to claim 8, characterized in that the polymer Q PM has 2 or 3 terminal amino, thiol or hydroxyl groups. Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer QPM ein α,ω-Dihydroxypolyalkylenglykol mit C2-C6-Alkylengruppen oder mit gemischten C2-C6- Alkylengruppen ist, welches mit Amino-, Thiol- oder, bevorzugt, Hydroxylgruppen terminiert ist.A thermosetting epoxy resin composition according to claim 8 or 9, characterized in that the polymer Q PM is an α, ω-Dihydroxypolyalkylenglykol with C 2 -C 6 alkylene or with mixed C 2 -C 6 - alkylene groups, which with amino, thiol or , preferably, hydroxyl groups is terminated. Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer QPM ein Hydroxyl-Gruppen aufweisendes Polybutadien oder Polyisopren oder ein partiell oder vollständig hydriertes Reaktionsprodukt davon ist.A thermosetting epoxy resin composition according to claim 8 or 9, characterized in that the polymer Q PM is a hydroxyl group-containing polybutadiene or polyisoprene or a partially or fully hydrogenated reaction product thereof. Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer QPM ein OH-Equivalenzgewicht von 300 - 6'000 g/OH-Equivalent, insbesondere von 700 - 2200 g/OH-Equivalent aufweist.A thermosetting epoxy resin composition according to any one of claims 8 to 11, characterized in that the polymer Q PM has an OH equivalent weight of 300-6,000 g / OH equivalent, in particular 700-2200 g / OH equivalent. Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyphenol QPP 2 oder 3 phenolische Gruppen aufweist.A thermosetting epoxy resin composition according to any one of claims 8 to 12, characterized in that the polyphenol Q PP has 2 or 3 phenolic groups. Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das für die Herstellung des Polyurethanprepolymers PU1 eingesetzte Diisocyanat oder Triisocyanat ein Diisocyanat, bevorzugt HDI, IPDI, MDI oder TDI, ist.Heat-curing epoxy resin composition according to any one of claims 8 to 13, characterized in that the diisocyanate or triisocyanate used for the preparation of the polyurethane prepolymer PU1 is a diisocyanate, preferably HDI, IPDI, MDI or TDI. Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das endständig blockierte Polyurethanprepolymer der Formel (I) die Formel (1') aufweist.
Figure imgb0037
A thermosetting epoxy resin composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (I) has the formula (1 ').
Figure imgb0037
Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Härter B ein Härter ist, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Dicyandiamid, Guanamine, Guanidine, Aminoguanidine und deren Derivate; substituierte Harnstoffe, insbesondere 3-Chlor-4-Methylphenylharnstoff (Chlortoluron), oder Phenyl-Dimethylharnstoffe, insbesondere p-Chlorphenyl-N,N-dimethylharnstoff (Monuron), 3-Phenyl-1,1-dimethylharnstoff (Fenuron), 3,4-Dichlorphenyl-N,N-dimethylharnstoff(Diuron), sowie Imidazole und Amin-Komplexe.A thermosetting epoxy resin composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the curing agent B is a curing agent selected from the group consisting of dicyandiamide, guanamines, guanidines, aminoguanidines and their derivatives; substituted ureas, in particular 3-chloro-4-methylphenylurea (chlorotoluron), or phenyl-dimethylureas, in particular p-chlorophenyl-N, N-dimethylurea (monuron), 3-phenyl-1,1-dimethylurea (Fenuron), 3,4 Dichlorophenyl N, N-dimethylurea (diuron), as well as imidazoles and amine complexes. Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung weiterhin mindestens ein Thixotropiermittel C, auf Basis von Harnstoffderivat in einem Trägermaterial, insbesondere in einer Menge von 0 - 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, enthält.A thermosetting epoxy resin composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the composition further contains at least one thixotropic agent C, based on urea derivative in a carrier material, in particular in an amount of 0-40 wt .-%, based on the weight of the composition. Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung weiterhin mindestens einen Flüssigkautschuk D, welcher ein Carboxyl- oder Epoxid-terminiertes Polymer, insbesondere ein Carboxyl-oder Epoxid-terminiertes Acrylnitril/Butadien-Copolymer, ist, insbesondere in einer Menge von 1-45 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, enthält.A thermosetting epoxy resin composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the composition further comprises at least one liquid rubber D, which is a carboxyl or epoxy-terminated polymer, in particular a carboxyl- or epoxy-terminated acrylonitrile / butadiene copolymer, in particular in an amount from 1 to 45% by weight, based on the weight of the composition. Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkautschuk D die Formel (II) aufweist
Figure imgb0038
wobei R3 für ein mit m" Isocyanatgruppen terminiertes lineares oder verzweigtes Polyurethanprepolymer PU1' nach dem Entfernen aller endständigen Isocyanatgruppen steht,
R4, für einen Rest eines eine primäre oder sekundäre Hydroxylgruppe enthaltenden aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Epoxids nach dem Entfernen der Hydroxyl- und Epoxidgruppen, steht, p' für die Werte 1, 2 oder 3 und m" für einen Wert von 2
bis 8 steht.
A thermosetting epoxy resin composition according to claim 18, characterized in that the liquid rubber D has the formula (II)
Figure imgb0038
where R 3 is a m or isocyanate-terminated linear or branched polyurethane prepolymer PU1 'after removal of all terminal isocyanate groups,
R 4, for a radical of a primary or secondary hydroxyl group-containing aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or araliphatic epoxide after removal of the hydroxyl and epoxide groups, stands p 'for the values 1, 2 or 3 and m "for a value of 2
to 8 stands.
Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung mindestens einen epoxidfunktionellen Flüssigkautschuk auf Basis eines Acrylnitril/Butadien-Copolymers und mindestens einen epoxidfunktionellen Flüssigkautschuk der Formel (II) enthält.A thermosetting epoxy resin composition according to claim 19, characterized in that the thermosetting epoxy resin composition contains at least one epoxide functional liquid rubber based on an acrylonitrile / butadiene copolymer and at least one epoxide functional liquid rubber of the formula (II). Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung weiterhin einen festen Zähigkeitsverbesserer E, insbesondere in einer Menge von 0.1-15 Gew.-%, insbesondere von 0.5 - 8 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, enthält.A thermosetting epoxy resin composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the composition further comprises a solid toughener E, in particular in an amount of 0.1-15 wt .-%, in particular from 0.5 to 8 wt .-%, based on the weight of the composition, contains. Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Zähigkeitsmodifikator E ein Core-Shell Polymer ist.A thermosetting epoxy resin composition according to claim 21, characterized in that the solid toughness modifier E is a core-shell polymer. Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung weiterhin mindestens einen Füllstoff F, insbesondere in einer Menge von 3 - 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, enthält.A thermosetting epoxy resin composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the composition further contains at least one filler F, in particular in an amount of 3 - 50 wt .-%, based on the weight of the composition. Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung mindestens ein Treibmittel, insbesondere in einer Menge von 0.1 - 3 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, enthält.A thermosetting epoxy resin composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the composition at least one propellant, in particular in an amount of 0.1 to 3 wt .-%, based on the weight of the composition contains. Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung weiterhin einen Epoxidgruppen-tragenden Reaktivverdünner G, insbesondere in einer Menge von 0.5- 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, enthält.A thermosetting epoxy resin composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the composition further contains an epoxy group-carrying reactive diluent G, in particular in an amount of 0.5-20 wt .-%, based on the weight of the composition. Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Epoxidharzes A 10 - 85 Gew.-%, insbesondere 15-70 Gew.-%, bevorzugt 15-60 Gew.-%, am Gewicht der Zusammensetzung beträgt.A thermosetting epoxy resin composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the proportion of the epoxy resin A is 10 - 85 wt .-%, in particular 15-70 wt .-%, preferably 15-60 wt .-%, by weight of the composition. Hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des endständig blockierten Polyurethanprepolymers der Formel (1) 1 - 45 Gew.-%, insbesondere 3-35 Gew.-%, am Gewicht der Zusammensetzung beträgt.A thermosetting epoxy resin composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the proportion of the terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (1) is 1 - 45 wt .-%, in particular 3-35 wt .-%, by weight of the composition. Verwendung des endständig blockierten Polyurethanprepolymer der Formel (I), insbesondere der Formel (I'), wie es in der hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 27 beschrieben ist, als Mittel zur Verbesserung der Schlagzähigkeit, insbesondere von Epoxidharzzusammensetzungen.Use of the terminal-blocked polyurethane prepolymer of the formula (I), in particular of the formula (I ') as described in the thermosetting epoxy resin composition according to any one of Claims 1 to 27, as an impact-improving agent, in particular of epoxy resin compositions. Verwendung einer hitzehärtenden Epoxidharzzusammensetzung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 27 als einkomponentigen hitzehärtenden Klebstoff, insbesondere als hitzehärtenden Rohbauklebstoff im Fahrzeugbau.Use of a thermosetting epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 27 as a one-component thermosetting adhesive, in particular as a thermosetting structural adhesive in vehicle construction. Verfahren zum Verkleben von hitzestabilen Materialien, insbesondere von Metallen, dadurch gekennzeichnet, dass diese Materialien mit einer hitzehärtenden Epoxidharzzusammensetzung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 27 kontaktiert werden und einen oder mehrere Schritte des Aushärtens bei einer Temperatur von 100 - 220 °C, vorzugsweise 120 - 175°C, umfasst.A method for bonding heat-stable materials, in particular of metals, characterized in that these materials with a thermosetting epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 27 and comprises one or more curing steps at a temperature of 100-220 ° C, preferably 120-175 ° C. Verfahren zum Verkleben gemäss Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien mit einer hitzehärtenden Epoxidharzzusammensetzung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 23 kontaktiert werden und dass nach der Verklebung die verklebten Materialien bei Temperaturen zwischen 120°C und -40°C, vorzugsweise zwischen 100°C und -40°C, insbesondere zwischen 80°C und -40°C eingesetzt werden.A method of bonding according to claim 30, characterized in that the materials are contacted with a thermosetting epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 23 and that after bonding the bonded materials at temperatures between 120 ° C and -40 ° C, preferably between 100 ° C and -40 ° C, in particular between 80 ° C and -40 ° C are used. Verklebter Artikel, welcher durch ein Verfahren gemäss Anspruch 30 oder 31 erhalten wird.Adhesive article obtained by a process according to claim 30 or 31. Verklebter Artikel gemäss Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Artikel ein Fahrzeug oder ein Anbauteil eines Fahrzeugs ist.Glued article according to claim 32, characterized in that the article is a vehicle or an attachment of a vehicle.
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CN (1) CN101528799B (en)
WO (1) WO2008049859A1 (en)

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011056357A1 (en) 2009-11-05 2011-05-12 Dow Global Technologies Llc Structural epoxy resin adhasives containing elastomeric tougheners capped with ketoximes
EP2436712A1 (en) * 2010-10-01 2012-04-04 Sika Technology AG Tougheners for epoxy resin compositions
WO2012091842A2 (en) 2010-12-26 2012-07-05 Dow Global Technologies Llc Structural epoxy resin adhesives containing chain-extended elastomeric tougheners capped with phenol, polyphenol or aminophenol compounds
WO2013142751A2 (en) 2012-03-23 2013-09-26 Dow Global Technologies Llc Flame retardant structural epoxy resin adhesives and process for bonding metal members
WO2013142750A2 (en) 2012-03-23 2013-09-26 Dow Global Technologies Llc Crash-durable adhesive with enhanced stress durability
CN103627305A (en) * 2013-11-07 2014-03-12 常州大学 Preparation method of modified unsaturated polyester resin coating
WO2017044401A1 (en) 2015-09-10 2017-03-16 Dow Global Technologies Llc One-component toughened epoxy adhesives with improved adhesion to oily surfaces and high wash-off resistance
WO2017044359A1 (en) 2015-09-10 2017-03-16 Dow Global Technologies Llc High modulus, toughened one-component epoxy structural adhesives with high aspect ratio fillers
WO2017044402A1 (en) * 2015-09-10 2017-03-16 Dow Global Technologies Llc Blocked polyurethane tougheners for epoxy adhesives
WO2017127253A1 (en) 2016-01-19 2017-07-27 Dow Global Technologies Llc One-component epoxy-modified polyurethane and/or polyurea adhesives having high elongation and excellent thermal stability, and assembly processes using same
WO2018080747A1 (en) 2016-10-24 2018-05-03 Dow Global Technologies Llc Epoxy adhesive resistant to open bead humidity exposure
US9962884B2 (en) 2013-02-15 2018-05-08 Sika Technology Ag Process and arrangement for making a reinforced structural member
WO2018156450A1 (en) 2017-02-26 2018-08-30 Dow Global Technologies Llc One-component toughened epoxy adhesives containing a mixture of latent curing agents
WO2019036211A1 (en) 2017-08-15 2019-02-21 Dow Global Technologies Llc Two-component room temperature curable toughened epoxy adhesives
WO2019055128A1 (en) 2017-09-12 2019-03-21 Dow Global Technologies Llc One-component toughened epoxy adhesives
WO2019055129A1 (en) 2017-09-12 2019-03-21 Dow Global Technologies Llc Adhesive formulation
WO2019121681A3 (en) * 2017-12-19 2019-08-15 Sika Technology Ag Use of toughness improvers for increasing the maximum linear expansion of single component heat-curing epoxy resin compositions
WO2019231694A1 (en) 2018-05-29 2019-12-05 Dow Global Technologies Llc Method for bonding using one-component epoxy adhesive mixtures
WO2019236377A1 (en) 2018-06-05 2019-12-12 Dow Global Technologies Llc Method for recycling epoxy-fiber composites into polyolefins
WO2020236366A1 (en) 2019-05-21 2020-11-26 Ddp Specialty Electronic Materials Us, Llc Epoxy adhesive composition and method of use
WO2020249741A1 (en) * 2019-06-14 2020-12-17 Sika Technology Ag Toughened two-component epoxy composition
WO2020256902A1 (en) 2019-06-18 2020-12-24 Ddp Specialty Electronic Materials Us, Llc One-component toughened epoxy adhesives with improved humidity resistance
WO2022093365A1 (en) 2020-10-26 2022-05-05 Ddp Specialty Electronic Materials Us, Llc One-component structural adhesive
WO2023033919A1 (en) 2021-08-30 2023-03-09 Ddp Specialty Electronic Materials Us, Llc Two-component structural adhesive

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1431325A1 (en) * 2002-12-17 2004-06-23 Sika Technology AG Heat-curable epoxy resin composition with improved low-temperatur impact strength
EP1876194A1 (en) * 2006-06-30 2008-01-09 Sika Technology AG Heat curing composition usable as an adhesive for coated substrates
EP2085426B1 (en) * 2008-01-30 2010-10-13 Sika Technology AG Wash-resistant thermo hardening epoxy resin adhesives
EP2128182A1 (en) 2008-05-28 2009-12-02 Sika Technology AG Heat hardened epoxy resin compound containing a catalyst with heteroatoms
DE502008000478D1 (en) 2008-07-17 2010-05-06 Sika Technology Ag Adhesive compounds for oiled steel
EP2145924A1 (en) 2008-07-18 2010-01-20 Sika Technology AG Reaction products based on amphiphilic block copolymers and use thereof as impact modifiers
DE502008000690D1 (en) 2008-08-27 2010-07-01 Sika Technology Ag Silane / urea compound as a heat-activatable hardener for epoxy resin compositions
CN102159636A (en) * 2008-09-19 2011-08-17 汉高股份有限及两合公司 Benzoxazine-based compositions containing isocyanate-based tougheners
DE102008053518A1 (en) * 2008-10-28 2010-06-02 Henkel Ag & Co. Kgaa Epoxy-based structural foam with improved toughness
EP2182025B1 (en) 2008-10-31 2010-10-06 Sika Technology AG Heat curable epoxide resin compositions suitable as bodyshop adhesive or structural foam
DE102009026548A1 (en) * 2009-05-28 2011-03-24 Henkel Ag & Co. Kgaa Adhesive film or adhesive tape based on epoxides
PL2580262T3 (en) 2010-06-11 2016-08-31 Dow Global Technologies Llc Reactive isocyanate-terminated prepolymers for binder applications
EP2834315A1 (en) * 2012-04-02 2015-02-11 Dow Global Technologies LLC Epoxy adhesive, manufacture and use thereof
WO2013158845A1 (en) * 2012-04-18 2013-10-24 Ndsu Research Foundation Linear glycidyl carbamate (gc) resins for highly flexible coatings
CN102634316A (en) * 2012-05-14 2012-08-15 山西省交通科学研究院 Moisture-activated epoxy resin composition
CN104768991B (en) * 2012-11-12 2018-01-19 Sika技术股份公司 New impact modifier for epoxy adhesive
KR102180243B1 (en) 2013-11-27 2020-11-18 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 Curable polyurethane coating composition and method of preparing the same
CN103881305B (en) * 2014-03-04 2016-03-02 天津虹炎科技有限公司 Composition epoxy resin
US10190028B2 (en) * 2014-04-02 2019-01-29 Dow Global Technologies Llc Epoxy two-part formulations
WO2016007324A1 (en) 2014-07-08 2016-01-14 Dow Global Technologies Llc DELAYED CURING HIGH Tg CRASH DURABLE ADHESIVE
CN106715505B (en) * 2014-10-13 2020-03-27 陶氏环球技术有限责任公司 Epoxy compositions containing acrylate-based tougheners
EP3009461A1 (en) * 2014-10-13 2016-04-20 Sika Technology AG Polyester prepolymers as a toughener in epoxy formulations
EP3240830B1 (en) * 2014-12-31 2020-09-30 Dow Global Technologies LLC Crash durable epoxy adhesive compositions having improved low-temperature impact resistance and wash off resistance
EP3064518A1 (en) * 2015-03-04 2016-09-07 Sika Technology AG Improved low temperature impact strength in ptmeg based polyurethane impact strength modifiers
CN105112002B (en) * 2015-09-02 2017-05-03 东华大学 High-temperature-resistant BAHPFP (2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane) adhesive and preparation method thereof
EP3170860B1 (en) 2015-11-19 2020-07-29 3M Innovative Properties Company Structural adhesive with improved corrosion resistance
EP3472220B1 (en) 2016-06-20 2022-12-21 Sika Technology AG Thermosetting epoxy resin compositions useful as structural reinforcement or structural foam
EP3281982A1 (en) * 2016-08-11 2018-02-14 Sika Technology AG Blocked polyurethane impact resistance modifiers to improve the impact strength of single-component low temperature hardening epoxy adhesives
EP3281961A1 (en) * 2016-08-11 2018-02-14 Sika Technology AG Method for the manufacture of blocked polyurethane impact resistance modifiers to improve the impact strength of single-component epoxy adhesives
CN107200996B (en) * 2017-05-03 2019-10-22 湖南金戈新材料有限责任公司 A kind of modified epoxy material and preparation method thereof
US11739241B2 (en) 2017-06-23 2023-08-29 Ddp Specialty Electronic Material Us, Llc High temperature epoxy adhesive formulations
BR112020012572B1 (en) * 2017-12-19 2024-01-16 Sika Technology Ag METHOD OF ADHESIVE BONDING OF HEAT-STABLE SUBSTRATES
CN113166352A (en) * 2018-12-13 2021-07-23 3M创新有限公司 Polymeric materials comprising uretdione-containing materials and epoxy components, two-part compositions, and methods
JP7187347B2 (en) * 2019-02-26 2022-12-12 株式会社カネカ Curable epoxy resin composition and laminate using the same
DE102019209754A1 (en) 2019-07-03 2021-01-07 Tesa Se Thermally curing adhesive and adhesive tape made from it
KR102441468B1 (en) * 2019-10-31 2022-09-06 주식회사 엘지화학 Thermal curable adhesive composition, composite structure having adhesive layer and its preparation method
KR102445299B1 (en) * 2019-10-31 2022-09-19 주식회사 엘지화학 Heat curable adhesive composition, structure including adhesive layer, and method for manufacturing the same
CN111909620B (en) * 2020-08-21 2022-05-27 湖南创瑾科技有限公司 Adhesive with anti-corrosion function
JP2023550229A (en) * 2020-09-14 2023-12-01 ディディピー スペシャルティ エレクトロニック マテリアルズ ユーエス,エルエルシー thermal interface material
CN112878727B (en) * 2021-02-23 2022-06-24 安徽墨砂工程修缮技术有限公司 Method for reconstructing waterproof layer by minimally invasive technology
WO2024113146A1 (en) * 2022-11-29 2024-06-06 Sika Technology Ag Moisture and heat-curable sealing composition

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4701512A (en) * 1985-10-29 1987-10-20 The Dow Chemical Company Isocyanate adducts with benzoxazolones or benzoxazinediones and use thereof as latent chain extenders or cross-linkers for epoxides
WO2005007766A1 (en) * 2003-07-07 2005-01-27 Dow Global Technologies Inc. Adhesive epoxy composition and process for applying it

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE58907670D1 (en) 1988-04-18 1994-06-23 Ciba Geigy Modified epoxy resins.
JPH05163474A (en) * 1991-12-16 1993-06-29 Yokohama Rubber Co Ltd:The Epoxy resin composition suitable as structural adhesive
TW289763B (en) 1992-11-11 1996-11-01 Ciba Geigy Ag
JP3379986B2 (en) * 1993-04-20 2003-02-24 日本特殊塗料株式会社 Coating type steel sheet reinforcement composition
CN1093377A (en) * 1994-01-11 1994-10-12 青岛化工学院 The preparation method of the urethane-epoxy resin composite material of high strength, high tenacity and high-wearing feature
US5530052A (en) 1995-04-03 1996-06-25 General Electric Company Layered minerals and compositions comprising the same
CN1175613A (en) * 1996-09-05 1998-03-11 中国人民解放军国防科学技术大学 Ordinary temp. setting heat-resistant adhesive
JP2002504582A (en) 1998-02-20 2002-02-12 バンティコ アクチエンゲゼルシャフト Organophilic phyllosilicate
US6322890B1 (en) 1998-03-30 2001-11-27 Wm. Marsh Rice University Supra-molecular alkylalumoxanes
EP1152019A1 (en) 2000-05-02 2001-11-07 Sika AG, vorm. Kaspar Winkler &amp; Co. Thixotropic agents
JP4491236B2 (en) * 2001-12-21 2010-06-30 ヘンケル・テロソン・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング Expandable epoxy resin system modified with thermoplastic polymer
EP1359202A1 (en) 2002-05-03 2003-11-05 Sika Schweiz AG Temperature curable epoxy resin composition
EP1431325A1 (en) 2002-12-17 2004-06-23 Sika Technology AG Heat-curable epoxy resin composition with improved low-temperatur impact strength
EP1498441A1 (en) * 2003-07-16 2005-01-19 Sika Technology AG Temperature curable compositions with low temperature impact strength modifier
EP1916272A1 (en) * 2006-10-24 2008-04-30 Sika Technology AG Heat curable epoxide compositions containing a blocked and an epoxyterminated polyurethane prepolymer.
ATE456596T1 (en) * 2007-11-14 2010-02-15 Sika Technology Ag HEAT CURING EPOXY RESIN COMPOSITION CONTAINING NON-AROMATIC UREAS AS ACCELERATORS

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4701512A (en) * 1985-10-29 1987-10-20 The Dow Chemical Company Isocyanate adducts with benzoxazolones or benzoxazinediones and use thereof as latent chain extenders or cross-linkers for epoxides
WO2005007766A1 (en) * 2003-07-07 2005-01-27 Dow Global Technologies Inc. Adhesive epoxy composition and process for applying it

Cited By (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011056357A1 (en) 2009-11-05 2011-05-12 Dow Global Technologies Llc Structural epoxy resin adhasives containing elastomeric tougheners capped with ketoximes
EP2436712A1 (en) * 2010-10-01 2012-04-04 Sika Technology AG Tougheners for epoxy resin compositions
WO2012042058A1 (en) * 2010-10-01 2012-04-05 Sika Technology Ag Impact resistance modifiers for epoxy resin compositions
WO2012091842A2 (en) 2010-12-26 2012-07-05 Dow Global Technologies Llc Structural epoxy resin adhesives containing chain-extended elastomeric tougheners capped with phenol, polyphenol or aminophenol compounds
WO2013142751A2 (en) 2012-03-23 2013-09-26 Dow Global Technologies Llc Flame retardant structural epoxy resin adhesives and process for bonding metal members
WO2013142750A2 (en) 2012-03-23 2013-09-26 Dow Global Technologies Llc Crash-durable adhesive with enhanced stress durability
US9962884B2 (en) 2013-02-15 2018-05-08 Sika Technology Ag Process and arrangement for making a reinforced structural member
CN103627305A (en) * 2013-11-07 2014-03-12 常州大学 Preparation method of modified unsaturated polyester resin coating
CN103627305B (en) * 2013-11-07 2016-05-04 常州大学 A kind of preparation method of modified unsaturated polyester resin coating
WO2017044401A1 (en) 2015-09-10 2017-03-16 Dow Global Technologies Llc One-component toughened epoxy adhesives with improved adhesion to oily surfaces and high wash-off resistance
WO2017044402A1 (en) * 2015-09-10 2017-03-16 Dow Global Technologies Llc Blocked polyurethane tougheners for epoxy adhesives
WO2017044359A1 (en) 2015-09-10 2017-03-16 Dow Global Technologies Llc High modulus, toughened one-component epoxy structural adhesives with high aspect ratio fillers
US11034869B2 (en) 2015-09-10 2021-06-15 Ddp Specialty Electronic Materials Us, Llc One-component toughened epoxy adhesives with improved adhesion to oily surfaces and high wash-off resistance
WO2017127253A1 (en) 2016-01-19 2017-07-27 Dow Global Technologies Llc One-component epoxy-modified polyurethane and/or polyurea adhesives having high elongation and excellent thermal stability, and assembly processes using same
US10815405B2 (en) 2016-01-19 2020-10-27 Dow Global Technologies Llc One-component epoxy-modified polyurethane and/or polyurea adhesives having high elongation and excellent thermal stability, and assembly processes using same
WO2018080747A1 (en) 2016-10-24 2018-05-03 Dow Global Technologies Llc Epoxy adhesive resistant to open bead humidity exposure
WO2018156450A1 (en) 2017-02-26 2018-08-30 Dow Global Technologies Llc One-component toughened epoxy adhesives containing a mixture of latent curing agents
US11274236B2 (en) 2017-02-26 2022-03-15 Ddp Specialty Electronic Materials Us, Llc One-component toughened epoxy adhesives containing a mixture of latent curing agents
WO2019036211A1 (en) 2017-08-15 2019-02-21 Dow Global Technologies Llc Two-component room temperature curable toughened epoxy adhesives
WO2019055128A1 (en) 2017-09-12 2019-03-21 Dow Global Technologies Llc One-component toughened epoxy adhesives
WO2019055129A1 (en) 2017-09-12 2019-03-21 Dow Global Technologies Llc Adhesive formulation
US11492525B2 (en) 2017-09-12 2022-11-08 Ddp Specialty Electronic Materials Us, Llc Adhesive formulation
US11624013B2 (en) 2017-12-19 2023-04-11 Sika Technology Ag Use of toughness improvers for increasing the maximum linear expansion of single-component heat-curing epoxy resin compositions
WO2019121681A3 (en) * 2017-12-19 2019-08-15 Sika Technology Ag Use of toughness improvers for increasing the maximum linear expansion of single component heat-curing epoxy resin compositions
WO2019231694A1 (en) 2018-05-29 2019-12-05 Dow Global Technologies Llc Method for bonding using one-component epoxy adhesive mixtures
US11173672B2 (en) 2018-05-29 2021-11-16 Ddp Specialty Electronic Materials Us, Llc Method for bonding using one-component epoxy adhesive mixtures
WO2019236377A1 (en) 2018-06-05 2019-12-12 Dow Global Technologies Llc Method for recycling epoxy-fiber composites into polyolefins
WO2020236366A1 (en) 2019-05-21 2020-11-26 Ddp Specialty Electronic Materials Us, Llc Epoxy adhesive composition and method of use
WO2020249741A1 (en) * 2019-06-14 2020-12-17 Sika Technology Ag Toughened two-component epoxy composition
CN113966356A (en) * 2019-06-14 2022-01-21 Sika技术股份公司 Toughened two-component epoxy composition
CN113966356B (en) * 2019-06-14 2023-10-13 Sika技术股份公司 Toughened two-component epoxy compositions
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